CN208330408U - 一种免刷坡进洞施工的套拱及超前大管棚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种免刷坡进洞施工的套拱及超前大管棚，包括两基座，两基座相互平行设置，两基座之间连接有拱形结构体，拱形结构体包括砼结构层，砼结构层内部设置有环向等间距设置的工字钢，工字钢上等间距焊接有水平向且与工字钢垂直的孔口管和钢筋。拱形结构体连接有大管棚结构体，大管棚结构体包括水泥结构层，水泥结构层内部设置有管棚钢管，管棚钢管与孔口管连接，管棚钢管的管壁上布设有孔。本实用新型结构简单，设计合理，整体结构承受能力更强，稳固性和安全性更高，综合结构性能优良，适于地震多发区等特殊的地理环境。

Description

一种免刷坡进洞施工的套拱及超前大管棚

技术领域

本实用新型属于隧道施工建设设施技术领域，特别是涉及一种免刷坡进洞施工的套拱及超前大管棚。

背景技术

由于某些隧道地理环境的特殊性，尤其是地震多发地区，其洞口岩体松散、破碎，且山体较陡、仰坡较高、偏压明显，隧道位于松散堆积体外侧，为了避免震后松散堆积体二次滑塌，需要进行有效的边坡安全防护以及套拱和管棚的设置。传统结构的套拱和管棚无法适应这种特殊的土质结构，需要进行改进，以进一步确保安全性。

因此，如何克服上述技术问题成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种免刷坡进洞施工的套拱及超前大管棚，能完全解决上述现有技术的不足之处。

本实用新型的目的通过下述技术方案来实现：

一种免刷坡进洞施工的套拱，包括两基座，两基座相互平行设置，基座是采用小导管注浆形成的基座，小导管为Φ42注浆小导管，单根长5.0m，竖直设置在基座中，在基座中间排距1m，呈梅花形布置，两基座之间连接有拱形结构体，拱形结构体包括砼结构层，砼结构层内部设置有环向等间距设置的工字钢，工字钢上等间距焊接有水平向且与工字钢垂直的孔口管和钢筋。

一种超前大管棚，包括免刷坡进洞施工的套拱，套拱面向撑子面的端部连接有大管棚结构体，大管棚结构体包括水泥结构层，水泥结构层内部设置有管棚钢管，管棚钢管与孔口管连接，管棚钢管的管壁上布设有孔。

进一步，所述孔以梅花型布置在管棚钢管的管壁上，孔径为12mm，孔间距为15cm，管棚钢管尾部留有3m未开孔的止浆段。

进一步，所述大管棚结构体的上方连接有注浆层，注浆层内设置有Φ42注浆小导管，长4.5m，外插角30-45度，间排距1m，交错设置。

进一步，所述注浆层的高度至少为3m。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：结构简单，设计合理，对基座进行了加固型结构设置，大管棚结构体上连接有用于稳固土层的注浆层等，使其整体结构承受能力更强，稳固性和安全性更高，综合结构性能优良，适于地震多发区等特殊的地理环境。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是注浆层布置图；

图3是拱套的结构示意图；

图4是小导管的布置图；

图5是图3中A的大样图；

图6是管棚钢管的横截面图。

附图标记：基座1、小导管2、砼结构层3、工字钢4、孔口管5、管棚钢管6、孔7、注浆层8。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1至图6所示，一种免刷坡进洞施工的套拱，包括两基座1，两基座1相互平行设置。基座1是采用小导管2注浆形成的基座，小导管2为Φ42注浆小导管，单根长5.0m，竖直设置在基座1中，在基座1中间排距1m，呈梅花形布置。两基座1之间连接有拱形结构体，拱形结构体包括砼结构层3，砼结构层3内部设置有环向等间距设置的工字钢4，工字钢4上等间距焊接有水平向且与工字钢4垂直的孔口管5和钢筋。

一种超前大管棚，包括免刷坡进洞施工的套拱，套拱面向撑子面的端部连接有大管棚结构体，大管棚结构体包括水泥结构层，水泥结构层内部设置有管棚钢管6，管棚钢管6与孔口管5连接，管棚钢管6的管壁上布设有孔7。

所述孔7以梅花型布置在管棚钢管6的管壁上，孔径为12mm，孔间距为15cm，管棚钢管6尾部留有3m未开孔的止浆段。

所述大管棚结构体的上方连接有注浆层8，注浆层8内设置有Φ42注浆小导管，长4.5m，外插角30-45度，间排距1m，交错设置。

所述注浆层8的高度至少为3m。

本实用新型的设置过程为，在对边坡进行安全防护后，在设置套拱基座1的位置进行注浆加固形成基座。其具体措施为：基座1的处理预计面积至少为18m2的范围内，设置Φ42注浆小导管，单根长5.0m，间排距1.0m，梅花形布置，然后注浆形成基座层。如此设置的目的是在特殊地理环境中，隧道一侧往往为土质松散的边坡，另一侧为山体，由于土质松散的一侧存在扁压，古采用小导管注浆的方式进行固结，其结构和安全性能更强。当然在结构较好的一侧也无需加固，采用M10浆砌片石作为基础也可以。

在基座1上由外向撑子面依次等间距安装有拱形结构的工字钢4，工字钢4下表面铺设有厚度为5cm的木模，工字钢4上表面等间距焊接有水平向且与工字钢4垂直的孔口管5和钢筋，同时在工字钢4上等间距设置垂直于工字钢4的钢筋且在该钢筋上焊接有拱形结构钢筋，拱形结构钢筋沿工字钢4周向设置，位于工字钢4的上部，在拱形钢筋上铺设厚度有5cm的木模，封闭上下两木模前后的端口，向木模形成的空间结构内浇注混泥土，形成拱形结构体。

在拱形结构体强度达到85％时开始大管棚的施工。首先搭设钻机平台，钻机平台可用枕木或钢管脚手架搭设，搭设平台应一次性搭好。平台支撑要落在实地，必要时对地面进行固结，连接要牢固、稳定。防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移等影响钻孔质量。用经纬仪、挂线、钻杆导向相结合的方法对钻机进行定位，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合。

根据地质和施工条件，计划采用两台跟进钻机平行作业，并在孔口管管口编好施工顺序，从低孔开始，由两侧往中间方向对称进行施工，钻孔时钻机距工作面距离不少于2m，钻机摆设钻杆方向与孔口管方向一致，钻孔并顶进管棚钢管。

开钻时，先低速低压，等成孔几米后，再加速加压。钻进过程中，随时检查钻孔方向的准确度，根据地质情况的变化，选择不同的钻头，当遇到坚硬孤石不能钻进时采用冲击钻头，把岩石击碎，为普通稍软岩石或土质时采用合金管钻进行钻进。钻进过程中岩土对管壁的阻力较大时，采用Φ146mm钻头钻孔，以便于钢管顶入，钻进过程遇特殊复杂地层，如不能钻进或难以成孔时，采用预注浆加固钻进成孔。

钻孔时的孔斜预防措施：孔口管导向、扶正器扶正钻具、测斜仪检查，发现偏斜、岩心管扫孔检查控制，发现孔斜超过允许范围，则停止钻孔，进行注水泥浆充填，凝固后重新钻孔。

清除孔内岩碴和顺通孔道。岩芯管长度不小于2.5m为宜，长度稍长更好。如遇下管困难，连续扫孔几次，同时借助高压空气吹洗，直到孔内清扫干净。

清完后，进行下管棚钢管6，为使管棚钢管6接头错开，加工管棚钢管6时将钢管进行钢节编号，根据加工的钢管节搭配好并做好记录待用。

下管时，当孔壁不易坍塌时采用直接撞击法将导管撞击至设计位置；当孔壁易坍塌时采用导管与钻头同时钻进的方法。管节间采用丝扣连接，丝扣长15cm，钢管接头应错开。下管后管棚钢管6与孔口管5焊成一体。

安装好管棚钢管6后即对孔内注浆，注浆后再施工无孔钢管，无孔钢管可以作为检查管，检查注浆质量。

采用注浆机将水泥净浆注入管棚钢管6内，注浆压力1MPa-2MPa，终压2MPa，持压15min后停止注浆。注浆量一般为钻孔圆柱体的1.5倍，若注浆量超限，未达到压力要求，应调整浆液浓度继续注浆，直至符合注浆质量标准，确保钻孔周围岩体与钢管周围孔隙均为浆液充填，方可终止注浆。

注浆结束后及时清除管内浆液，并用20号水泥砂浆充填，增强管棚的刚度和强度。

其中，在焊接好管棚钢管6与孔口管5后，再沿边坡竖向设置有钢筋，钢筋焊接在管棚钢管6或孔口管5上，该钢筋用于连接注浆层8的Φ42注浆小导管，然后对小导管内进行注浆。注浆好后，在外侧铺设一层混泥土，直至大管棚的填充面上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：结构简单，设计合理，对传统结构进行了改进，使其整体结构承受能力更强，稳固性和安全性更高，综合结构性能优良，适于地震多发区等特殊的地理环境。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种免刷坡进洞施工的套拱，其特征在于：包括两基座，两基座相互平行设置，基座是采用小导管注浆形成的基座，小导管为Φ42注浆小导管，单根长5.0m，竖直设置在基座中，在基座中间排距1m，呈梅花形布置，两基座之间连接有拱形结构体，拱形结构体包括砼结构层，砼结构层内部设置有环向等间距设置的工字钢，工字钢上等间距焊接有水平向且与工字钢垂直的孔口管和钢筋。

2.一种超前大管棚，其特征在于：包括权利要求1所述的免刷坡进洞施工的套拱，套拱面向撑子面的端部连接有大管棚结构体，大管棚结构体包括水泥结构层，水泥结构层内部设置有管棚钢管，管棚钢管与孔口管连接，管棚钢管的管壁上布设有孔。

3.根据权利要求2所述的超前大管棚，其特征在于：所述孔以梅花型布置在管棚钢管的管壁上，孔径为12mm，孔间距为15cm，管棚钢管尾部留有3m未开孔的止浆段。

4.根据权利要求2所述的超前大管棚，其特征在于：所述大管棚结构体的上方连接有注浆层，注浆层内设置有Φ42注浆小导管，长4.5m，外插角30-45度，间排距1m，交错设置。

5.根据权利要求4所述的超前大管棚，其特征在于：所述注浆层的高度至少为3m。