CN210396758U - 一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，包括位于隧道洞口上方的超前小导管，所述超前小导管包括加劲箍，管体，止浆阀，粘结圈，注浆孔，凸纹，管头。所述加劲箍环绕焊接在管体上，所述止浆阀通过粘结圈与管体靠近加劲箍端的内壁紧密连接，所述注浆孔呈梅花形等间距布置于管体上，所述凸纹均匀布置在管体两侧，能够有效增强管体的粗糙度，增大管体与围岩的接触面积，所述管头加工为锥形，便于沿钻孔打入围岩中。所述隧道洞口上方布置有三圈等距与梅花形交替的超前小导管，有效加固了隧道洞口破碎围岩。

Description

一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构

技术领域

本实用新型涉及一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构。

背景技术

近年来, 随着我国社会经济和科技的迅猛发展，我国在交通、地下工程开发和利用等基础设施领域取得了令人瞩目的成就,尤其在铁路隧道、公路隧道、以及城市地铁隧道方面取得了前所未有的发展，同时在设计和施工技术水平上也有了很大提高。在隧道和地铁施工过程中遇到隧道洞门所处地带围岩为软弱、破碎、松散围岩时，由于隧道洞口位置围岩本身承载能力较弱，再加上隧道洞口施工时会对围岩产生应力扰动，如果不及时进行支护则会造成隧道洞口坍塌。因此，软弱岩土体隧道洞口的开挖以及支护成为我国许多地区隧道施工的一大难题。

在软弱岩土体隧道洞口的施工过程中，目前工程界普遍优选超前小导管注浆进行加固支护洞口软弱围岩。但目前工程中采用的超前小导管都存在一定技术缺陷，比如说，有的超前小导管没有止浆装置，容易造成注浆浆液倒流；有的超前小导管表面粗糙度不够，不能够保证超前小导管与围岩充分密切接触，从而达不到预期的注浆加固支护效果；有的超前小导管的注浆孔布置不合理，导致注浆浆液不能够在围岩中均匀分布，容易造成应力集中现象。还有的超前小导管在隧道洞口上方围岩中布置不合理，不到预期的注浆支护效果，不能够提高围岩的抗拉、抗剪以及承载能力，从而不能保证隧道洞口及整个隧道的长期稳固性。因此，这些加固支护措施都具有一定局限性。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，能够显著提高隧道洞口围岩的抗拉、抗剪能力以及承载能力，有效减少隧道施工以及后期运营过程中外界因素对洞口的应力扰动，从而保证隧道洞口及整个隧道的长期稳固性。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，包括位于隧道洞口上方的超前小导管，所述超前小导管包括加劲箍、管体、止浆阀、粘接圈和管头，所述加劲箍环绕于管体的一端且与管体固定连接，所述管头为锥形且位于管体的另一端，所述止浆阀通过粘接圈紧密连接于管体内，并且止浆阀靠近加劲箍，所述管体的外侧环绕的开设有注浆孔，所述管体的外壁分别设置有多个等间距的凸纹。

进一步的，所述管体为钢管。

进一步的，所述注浆孔呈梅花形且等间距的分布于管体的外侧。

进一步的，所述加劲箍与管体焊接，所述管头与管体一体成型。

进一步的，所述止浆阀呈锥形，所述止浆阀的锥端开设有进浆嘴且止浆阀的锥端朝向管头。

进一步的，所述止浆阀采用高强度橡胶管制成。

进一步的，所述凸纹为钢制的球形凸肋。

进一步的，所述隧道洞口的上方分别开设有三圈等距的钻孔，所述钻孔成梅花形分布，所述超前小导管置于钻孔内。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型中的超前小导管内侧靠近管口处设置有止浆阀，止浆阀的结构为锥形且锥端朝向管头，在注浆过程中锥形结构的止浆阀能够有效阻止浆液从管头逆向流动，起到单向注浆的效果，浆液只能沿超前小导管进入围岩中，而不会发生倒流现象，从而保证浆液与围岩充分接触，显著提高围岩的承载能力。

2、本实用新型中的超前小导管外壁两侧布置有凸纹，能够有效增强管体的粗糙度，增大管体与围岩的接触面积，使超前小导管充分与钻孔壁紧密接触，从而保证超前小导管牢牢固定在钻孔中，提高围岩的抗拉、抗剪以及承载能力。

3、本实用新型中的超前小导管注浆孔呈梅花形等间距均匀布置，能够使浆液通过注浆孔充分注射到围岩中，保证围岩均匀受力，从而有效避免应力集中，提高了隧道洞口围岩的承载能力。

4、本实用新型中的超前小导管在隧道洞口上方采用等距与梅花形交替排列布置三圈，将超前小导管与洞口上方围岩形成一个高强度的组合拱固结体，显著提高了隧道洞口围岩的抗拉、抗剪和承载能力，能够有效减少隧道开挖以及后期运营过程中外界环境对隧道洞口围岩的应力扰动，从而保证隧道洞口以及整个隧道的长期稳固性。

附图说明

图1为本实用新型中超前小导管立体放大示意图。

图2为本实用新型的超前小导管在隧道洞口布置的正向示意图。

图3为本实用新型的超前小导管在隧道洞口布置的侧向示意图。

图4为本实用新型中超前小导管局部展开放大示意图。

图中：1、超前小导管，2、加劲箍，3、管体，4、止浆阀，5、粘结圈，6、注浆孔，7、凸纹，8、管头，9、隧道洞口。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

如图2和图3所示，本实用新型所公开的一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，包括位于隧道洞口9上方的超前小导管1，所述隧道洞口9的上方分别开设有三圈等距的钻孔，所述钻孔成梅花形分布，所述超前小导管1置于钻孔内。所述钻孔在水平方向为倾斜设置，所述钻孔所在的直线与水平方向所在的直线的夹角为锐角，所述夹角的开口方向与隧道洞口挖掘的进给方向相反，所述超前小导管相应的斜向置于钻孔内。所述超前小导管斜向的插入隧道洞口顶部的围岩中，能够抵抗隧道挖掘过程中横向和竖向的应力，提高围岩的抗拉、抗剪以及承载能力。

如图1和图4所示，所述超前小导管1包括加劲箍2、管体3、止浆阀4、粘接圈5和管头8，所述加劲箍2环绕于管体3的一端且与管体3焊接，所述加劲箍用于增强超前小导管尾部的刚度，所述管头8为锥形且位于管体3的另一端，管头8与管体3一体成型，所述止浆阀4通过粘接圈5紧密连接于管体3内，并且止浆阀4靠近加劲箍2，所述止浆阀4采用高强度橡胶管制成且呈锥形，所述止浆阀4的锥端开设有进浆嘴且止浆阀4的锥端朝向管头8，所述管体3的外侧环绕的开设有注浆孔6，所述注浆孔6呈梅花形且等间距的分布于管体3的外侧，所述管体3的外壁分别设置有多个等间距的凸纹7，所述凸纹7为钢制的球形凸肋。

本实用新型具体实施过程如下：

(1) 钻孔。首先在隧道洞口9上方沿着破碎围岩带钻一圈等间距均匀分布的超前小导管1钻孔；第一圈钻孔完成后，在第一圈钻孔的上侧且与第一圈钻孔保持一定间隔的围岩破碎带准备第二圈钻孔，第二圈钻孔的每个钻孔的中心与与第一圈钻孔中的两个钻孔连线的中点垂直对齐，即梅花形插孔布置；然后，第三圈中的钻孔中心与第一圈的钻孔中心对齐，即等距布置。另外，第一圈钻孔深度最深，第二圈和第三圈超钻孔深度依次递减。

(2) 设置超前小导管1。将加劲箍2环绕焊接在超前小导管1的管体3上，再将止浆阀4通过粘结圈5紧密连接在管体3的靠近加劲箍2端的内壁上。然后将设置好的超前小导管1通过振锤或者冲击设备沿钻孔打入围岩中，使超前小导管1表面凸纹7与围岩紧密接触。另外，第一圈超前小导管1打入围岩长度最长，第二圈和第三圈超前小导管1打入长度依次递减。

(3) 准备浆液。超前小导管1注浆浆液采用水泥单液浆或水泥加水玻璃双浆液，水泥浆水灰比为以及水泥浆与水玻璃的体积比根据实际地层情况按照一定比例配置而成。

(4) 进行注浆。将设置好的注浆管连接到已经布置好的超前小导管1端口，开启注浆泵送设备向超前小导管1进行注浆，注浆浆液在高压作用下冲开止浆阀4进入超前小导管1，然后沿着注浆孔6均匀分布到隧道洞口9上方围岩中。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，其特征在于：包括位于隧道洞口（9）上方的超前小导管（1），所述超前小导管（1）包括加劲箍（2）、管体（3）、止浆阀（4）、粘接圈（5）和管头（8），所述加劲箍（2）环绕于管体（3）的一端且与管体（3）固定连接，所述管头（8）为锥形且位于管体（3）的另一端，所述止浆阀（4）通过粘接圈（5）紧密连接于管体（3）内，并且止浆阀（4）靠近加劲箍（2），所述管体（3）的外侧环绕的开设有注浆孔（6），所述管体（3）的外壁分别设置有多个等间距的凸纹（7）。

2.如权利要求1所述的一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，其特征在于：所述注浆孔（6）呈梅花形且等间距的分布于管体（3）的外侧。

3.如权利要求1所述的一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，其特征在于：所述加劲箍（2）与管体（3）焊接，所述管头（8）与管体（3）一体成型。

4.如权利要求1所述的一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，其特征在于：所述止浆阀（4）呈锥形，所述止浆阀（4）的锥端开设有进浆嘴且止浆阀（4）的锥端朝向管头（8）。

5.如权利要求1所述的一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，其特征在于：所述凸纹（7）为钢制的球形凸肋。

6.如权利要求1~5任一项所述的一种用于软弱岩土体隧道洞口的超前小导管注浆支护结构，其特征在于：所述隧道洞口（9）的上方分别开设有三圈等距的钻孔，所述钻孔成梅花形分布，所述超前小导管（1）置于钻孔内。

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