CN205154187U - 一种松散地层隧道长管棚施工结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种松散地层隧道长管棚施工结构，包括对所施工隧道的掌子面进行封堵的混凝土喷射层、位于所施工隧道拱部的拱墙、多个均预埋在拱墙内的导向管、搭设在混凝土喷射层后侧的支撑架、将管棚管由前至后顶入掌子面前方地层内的钻机和安装在支撑架上的钻机工作平台，钻机工作平台位于拱墙后侧，混凝土喷射层的层厚为15cm～20cm；每根管棚管均分为前侧开孔段和后端封闭段，前侧开孔段上开有多个注浆孔；管棚管由多个钢管管节从前至后拼接而成。本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，所采用的管棚管结构设计合理且管节接续方便，能简便、快速完成松散地层隧道长管棚施工过程，施工成型的长管棚支护效果好。

Description

一种松散地层隧道长管棚施工结构

技术领域

本实用新型属于隧道超前支护施工技术领域，尤其是涉及一种一种松散地层隧道长管棚施工结构。

背景技术

管棚超前支护是将一组钢管(即管棚管)沿隧道的开挖轮廓线外侧己钻好的钻孔打入地层内，并与钢拱架组合形成强大的棚架预支护加固体系，用以支承来自于管棚上部围岩的荷载，并通过注浆孔加压向地层中注浆，以加固软弱破碎的地层，提高地层的自稳能力。目前，在隧道工程施工中，管棚施工主要采用的是引孔顶入法施工，具体先在隧道开挖轮廓线外利用钻机钻好钻孔，然后将管棚顶入已钻好的钻孔内，最后进行注浆稳固。松散地层的结构松散，胶结性弱，稳定性差，如极度风化破碎已失岩性的松散体、漂卵石地层、砂夹砾石和含有少量粘土的土壤以及无胶结松散的干沙等。采用引孔顶入法进行松散地层长管棚施工过程中，尤其是对大于25m的长管棚进行施工时，存在施工工序较多、工序衔接复杂、施工工期较长等缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种松散地层隧道长管棚施工结构，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，所采用的管棚管结构设计合理且管节接续方便，能简便、快速完成松散地层隧道长管棚施工过程，施工成型的长管棚支护效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征在于：包括对所施工隧道的掌子面进行封堵的混凝土喷射层、位于所施工隧道拱部的拱墙、多个均预埋在拱墙内且对所施工长管棚的多根管棚管分别进行导向的导向管、搭设在混凝土喷射层后侧的支撑架、将管棚管由前至后顶入所述掌子面前方地层内的钻机和安装在支撑架上且供钻机安装的钻机工作平台，所述拱墙为钢筋混凝土墙体且其位于所施工隧道的掌子面后侧，所述钻机工作平台位于拱墙后侧，所述混凝土喷射层的层厚为15cm～20cm；多根所述管棚管的结构和尺寸均相同且其外插角均为1°～3°；每根所述管棚管均分为前侧开孔段和位于所述前侧开孔段后侧的后端封闭段，所述后端封闭段的长度为120cm～300cm；所述前侧开孔段上开有多个注浆孔，多个所述注浆孔呈梅花形布设；多个所述注浆孔均为圆孔且其孔径均相同，所述注浆孔的孔径为Φ6mm～Φ8mm；多个所述注浆孔呈均匀布设，且相邻两个所述注浆孔之间的间距为90mm～110mm；所述管棚管的外径为Φ108mm，所述管棚管的长度大于25m且其由多个钢管管节从前至后拼接而成，每个所述钢管管节的长度为1m～6m，前后相邻两个所述钢管管节之间以螺纹方式进行连接；多个所述钢管管节中位于最后侧的钢管管节为后端管节，所述后端封闭段为所述后端管节的后侧节段；多个所述钢管管节中位于最前侧的钢管管节为前端管节，所述前端管节的前端为圆锥形封闭端；所述钻机的钻进驱动机构与钢管管节的后端之间通过连接接头进行连接。

上述一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征是：所述支撑架为扣件式钢管支架。

上述一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征是：多个所述钢管管节中位于所述前端管节和所述后端管节之间的钢管管节均为中间管节，所述后端管节和每个所述中间管节的前端均设置有螺纹连接接头，所述前端管节和每个所述中间管节的后端均设置有用于安装所述螺纹连接接头的内螺纹连接段。

上述一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征是：所述螺纹连接接头和所述内螺纹连接段的长度均为7cm～10cm。

上述一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征是：所述前端管节或所述后端管节的长度为1m，且长度为1m的钢管管节为短节钢管，每根所述管棚管中除所述短节钢管之外的钢管管节均为长节钢管，所述长节钢管的长度为3m～6m。

上述一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征是：每根所述管棚管中所有长节钢管的长度均相同。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单、设计合理且投入施工成本较低。

2、所采用的管棚管结构设计合理，该管棚管分为前侧开孔段和后端封闭段，后端封闭段的长度为120cm～300cm，并且前侧开孔段上注浆孔的孔径与间距设计合理，这样能克服因管棚管后端开孔造成的浆液先充填近端、阻断排气通道并使管棚远端与顶部存在空气包、注浆不能饱满的问题，并且能满足松散地层隧道管棚支护需求。

3、施工简便、施工效率高且使用效果好，管棚管由多个钢管管节从前至后拼接而成，前后相邻两个钢管管节之间以螺纹方式进行连接，管节接续方便，管棚管作为钻杆使用并通过钻机进行顶入，能简便、快速完成松散地层隧道长管棚施工过程，并且施工成型的长管棚支护效果好。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，所采用的管棚管结构设计合理且管节接续方便，能简便、快速完成松散地层隧道长管棚施工过程，施工成型的长管棚支护效果好。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的施工状态示意图。

图2为本实用新型管棚管的结构示意图。

附图标记说明:

1—混凝土喷射层；2—支撑架；3—管棚管；

3-1—钢管管节；4—钻机工作平台；5—拱墙；

6—导向管；7—注浆孔；8—钻机。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括对所施工隧道的掌子面进行封堵的混凝土喷射层1、位于所施工隧道拱部的拱墙5、多个均预埋在拱墙5内且对所施工长管棚的多根管棚管3分别进行导向的导向管6、搭设在混凝土喷射层1后侧的支撑架2、将管棚管3由前至后顶入所述掌子面前方地层内的钻机8和安装在支撑架2上且供钻机8安装的钻机工作平台4，所述拱墙5为钢筋混凝土墙体且其位于所施工隧道的掌子面后侧，所述钻机工作平台4位于拱墙5后侧，所述混凝土喷射层1的层厚为15cm～20cm。多根所述管棚管3的结构和尺寸均相同且其外插角均为1°～3°。结合图2，每根所述管棚管3均分为前侧开孔段和位于所述前侧开孔段后侧的后端封闭段，所述后端封闭段的长度为120cm～300cm。所述前侧开孔段上开有多个注浆孔7，多个所述注浆孔7呈梅花形布设。多个所述注浆孔7均为圆孔且其孔径均相同，所述注浆孔7的孔径为Φ6mm～Φ8mm。多个所述注浆孔7呈均匀布设，且相邻两个所述注浆孔7之间的间距为90mm～110mm。所述管棚管3的外径为Φ108mm，所述管棚管3的长度大于25m且其由多个钢管管节3-1从前至后拼接而成，每个所述钢管管节3-1的长度为1m～6m，前后相邻两个所述钢管管节3-1之间以螺纹方式进行连接。多个所述钢管管节3-1中位于最后侧的钢管管节3-1为后端管节，所述后端封闭段为所述后端管节的后侧节段；多个所述钢管管节3-1中位于最前侧的钢管管节3-1为前端管节，所述前端管节的前端为圆锥形封闭端。所述钻机8的钻进驱动机构与钢管管节3-1的后端之间通过连接接头进行连接。

本实施例中，所述管棚管3的长度为25m～40m。

并且，所述导向管6的内径为Φ127mm。

本实施例中，所述支撑架2为扣件式钢管支架。

本实施例中，多个所述钢管管节3-1中位于所述前端管节和所述后端管节之间的钢管管节3-1均为中间管节，所述后端管节和每个所述中间管节的前端均设置有螺纹连接接头，所述前端管节和每个所述中间管节的后端均设置有用于安装所述螺纹连接接头的内螺纹连接段。

实际加工时，所述螺纹连接接头和所述内螺纹连接段的长度均为7cm～10cm。

本实施例中，所述前端管节或所述后端管节的长度为1m，且长度为1m的钢管管节3-1为短节钢管，每根所述管棚管3中除所述短节钢管之外的钢管管节3-1均为长节钢管，所述长节钢管的长度为3m～6m。

并且，每根所述管棚管3中所有长节钢管的长度均相同。

本实施例中，所述后端封闭段的长度记作L且L＝150cm。实际使用时，可根据具体需要，对所述后端封闭段的长度进行相应调整。

实际施工时，先在所施工隧道的掌子面上喷射一层混凝土喷射层1，对所述掌子面进行封堵；之后，在所施工隧道的拱部施工拱墙5，并在拱墙5内预埋多个导向管6；随后，在多个所述导向管6的导向作用下，对多根所述管棚管3分别进行顶入施工，每个所述管棚管3均与对其进行导向的导向管6呈同轴布设。其中，对任一个所述管棚管3进行顶入时，需将该管棚管3中的各钢管管节3-1进行逐节顶入，待一个钢管管节3-1顶入完成后，再接下一个钢管管节3-1，直至完成该管棚管3中所有钢管管节3-1的顶入过程；然后，通过顶入到位的管棚管3进行注浆。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征在于：包括对所施工隧道的掌子面进行封堵的混凝土喷射层(1)、位于所施工隧道拱部的拱墙(5)、多个均预埋在拱墙(5)内且对所施工长管棚的多根管棚管(3)分别进行导向的导向管(6)、搭设在混凝土喷射层(1)后侧的支撑架(2)、将管棚管(3)由前至后顶入所述掌子面前方地层内的钻机(8)和安装在支撑架(2)上且供钻机(8)安装的钻机工作平台(4)，所述拱墙(5)为钢筋混凝土墙体且其位于所施工隧道的掌子面后侧，所述钻机工作平台(4)位于拱墙(5)后侧，所述混凝土喷射层(1)的层厚为15cm～20cm；多根所述管棚管(3)的结构和尺寸均相同且其外插角均为1°～3°；每根所述管棚管(3)均分为前侧开孔段和位于所述前侧开孔段后侧的后端封闭段，所述后端封闭段的长度为120cm～300cm；所述前侧开孔段上开有多个注浆孔(7)，多个所述注浆孔(7)呈梅花形布设；多个所述注浆孔(7)均为圆孔且其孔径均相同，所述注浆孔(7)的孔径为Φ6mm～Φ8mm；多个所述注浆孔(7)呈均匀布设，且相邻两个所述注浆孔(7)之间的间距为90mm～110mm；所述管棚管(3)的外径为Φ108mm，所述管棚管(3)的长度大于25m且其由多个钢管管节(3-1)从前至后拼接而成，每个所述钢管管节(3-1)的长度为1m～6m，前后相邻两个所述钢管管节(3-1)之间以螺纹方式进行连接；多个所述钢管管节(3-1)中位于最后侧的钢管管节(3-1)为后端管节，所述后端封闭段为所述后端管节的后侧节段；多个所述钢管管节(3-1)中位于最前侧的钢管管节(3-1)为前端管节，所述前端管节的前端为圆锥形封闭端；所述钻机(8)的钻进驱动机构与钢管管节(3-1)的后端之间通过连接接头进行连接。

2.按照权利要求1所述的一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征在于：所述支撑架(2)为扣件式钢管支架。

3.按照权利要求1或2所述的一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征在于：多个所述钢管管节(3-1)中位于所述前端管节和所述后端管节之间的钢管管节(3-1)均为中间管节，所述后端管节和每个所述中间管节的前端均设置有螺纹连接接头，所述前端管节和每个所述中间管节的后端均设置有用于安装所述螺纹连接接头的内螺纹连接段。

4.按照权利要求3所述的一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征在于：所述螺纹连接接头和所述内螺纹连接段的长度均为7cm～10cm。

5.按照权利要求1或2所述的一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征在于：所述前端管节或所述后端管节的长度为1m，且长度为1m的钢管管节(3-1)为短节钢管，每根所述管棚管(3)中除所述短节钢管之外的钢管管节(3-1)均为长节钢管，所述长节钢管的长度为3m～6m。

6.按照权利要求5所述的一种松散地层隧道长管棚施工结构，其特征在于：每根所述管棚管(3)中所有长节钢管的长度均相同。