CN212389358U - 一种岩体隧道管棚结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种岩体隧道管棚结构，岩体隧道管棚结构包括岩体、径向小导管、超前小导管以及管棚管，所述岩体上挖设有隧道，所述隧道设有拱形的侧壁，所述隧道内支撑有钢拱架，所述径向小导管、超前小导管以及管棚管的前端均呈锥形，所述径向小导管、超前小导管以及所述管棚管的侧壁上均设有若干溢浆孔，所述侧壁上均布有若干所述径向小导管和超前小导管，所述径向小导管沿隧道径向插入所述岩体内，所述超前小导管前端倾斜插入所述岩体，所述侧壁上等间距插设有一排所述管棚管，所述管棚管的前端倾斜插入所述岩体，可以解决隧道管棚结构不够稳定的技术问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种岩体隧道管棚结构。
背景技术
管棚支护主要用于对于围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的软弱破碎围岩隧道工程中，如软弱、沙砾地层和软岩、岩堆、破碎带地段。在隧道施工中一般是沿地下工程断面的一部分或全部以一定的间距环向布设管棚管，形成钢管棚护。管棚超前支护是为了在特殊条件下安全开挖，预先提供增强地层承载力的临时支护方法。
现有的管棚支护结构中用到的管棚管都是一般的无缝钢管，将无缝钢管插入隧道岩体内进行注浆，由于管棚管的长度较长，在向岩体内打设管棚管使容易打偏而影响管棚的支撑能力，同时钢管之间的岩体结构不够牢固，使管棚的结构强度不够大，给施工带来安全隐患。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：本申请提供一种岩体隧道管棚结构，以解决隧道管棚注浆结构不够稳定的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种岩体隧道管棚结构，包括岩体、径向小导管、超前小导管以及管棚管，所述岩体上挖设有隧道，所述隧道设有拱形的侧壁，所述隧道内支撑有钢拱架，所述径向小导管、超前小导管以及管棚管的前端均呈锥形，所述径向小导管、超前小导管以及所述管棚管的侧壁上均设有若干溢浆孔，所述侧壁上均布有若干所述径向小导管和超前小导管，所述径向小导管沿隧道径向插入所述岩体内，所述超前小导管前端倾斜插入所述岩体，所述侧壁上等间距插设有一排所述管棚管，所述管棚管的前端倾斜插入所述岩体。
优选的，所述管棚内设有钢筋笼，所述钢筋笼包括若干钢筋肋组成的钢筋环和若干固定环，所述固定环焊接于所述钢筋环内圈。
优选的，还包括导向管，所述导向管前端倾斜插入所述岩体内，所述导向管内插设有所述管棚管。
优选的，所述径向小导管的长度为4.5～5.5米，所述超前小导管的长度为4.5～5.5米，所述导向管的长度为2～3米，所述管棚管的长度为12～24米。
优选的，所述钢拱架包括支撑拱和连接梁，若干所述支撑拱前后并排设于所述隧道内，相邻两个所述支撑拱之间设有若干所述连接梁，每个所述支撑拱前后两侧的所述连接梁交错设置。
优选的，所述支撑拱的两端与所述岩体之间设有连接结构，所述连接结构包括定位环和锁紧导管，所述定位环焊接于所述支撑拱上，所述锁紧导管贯穿所述定位环并插入所述岩体内。
采用上述技术方案所取得的技术效果为：
本申请的岩体隧道管棚结构的径向小导管、超前小导管以及管棚管均匀布置于岩体内部，通过该结构对岩体隧道进行管棚施工时，通过径向小导管、超前小导管以及管棚管的管壁孔向岩体内注浆，可以使将浆液均匀扩散到隧道的岩体侧壁内部，使松散岩体胶结、固结，形成厚度均匀、结构稳定的浇注层，从而改善了软弱(破碎)围岩的物理力学性质，增强了围岩的自承受能力，达到了加固管棚周边围岩的目的；通过该注浆结构进行注浆能够有效控制地表沉降，加固围岩土体强度，提高开挖线拱部土体承载力，确保隧道施工安全。在隧道穿越破碎带、松散带、软弱地层、涌水、涌沙等地段时通过该结构施工管棚效果显著。
由于所述径向小导管、超前小导管以及管棚管的前端均为锥形且后端管口均设有止浆塞，锥形结构利于将径向小导管、超前小导管以及管棚管打入岩体内部，止浆塞用于对径向小导管、超前小导管以及管棚管的管口进行封堵。
由于所述管棚内设有钢筋笼，所述钢筋笼包括若干钢筋肋组成的钢筋环和若干固定环，所述固定环焊接于所述钢筋环内圈，管棚管内设有的钢筋笼可对其起到加固效果，从而进一步提高管棚的支撑强度。
由于还包括导向管，所述导向管前端倾斜插入所述岩体内，所述导向管内插设有所述管棚管，导向管可以对管棚管在打入时起到导向的作用，防止管棚管打偏，导向管套在管棚管的尾部，进一步提高了管棚尾部的支撑强度。
由于所述钢拱架包括支撑拱和连接梁，若干所述支撑拱前后并排设于所述隧道内，相邻两个所述支撑拱之间设有若干所述连接梁，每个所述支撑拱前后两侧的所述连接梁交错设置，钢拱架对岩体起到初步支撑的作用。
采用本申请的岩体隧道管棚结构的施工方法施工的管棚结构能够确保施工安全，具有较大的管棚支护刚度，施工时如再次发生塌方，塌渣也是落在管棚上部岩渣上，起到缓冲作用。即使管棚失稳，其破坏也较缓慢，给施工人员腾出逃生时间。还够有效的抑制围岩松动和垮塌，施工的管棚以掌子面前方围岩支撑和后方围岩支撑为支点，形成一个梁式结构，二者形成环绕隧洞轮廓的壳状结构，可有效抑制围岩松动和垮塌。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型纵向截面的结构示意图；
图2是管棚管的结构示意图；
图3是钢筋笼的结构示意图；
图4是钢拱架的连接结构的结构图；
图中，1、岩体；2、径向小导管；3、超前小导管；4、管棚管；5、钢拱架；6、溢浆孔； 71、钢筋肋；72、固定环；81、定位环；82、锁紧导管；9、导向管。
具体实施方式
如图1所示，一种岩体隧道管棚结构，包括岩体1、径向小导管2、超前小导管3以及管棚管4，岩体1上挖设有隧道，隧道设有拱形的侧壁，隧道内支撑有钢拱架5，钢拱架5包括支撑拱和连接梁，若干支撑拱前后并排设于隧道内，相邻两个支撑拱之间设有若干连接梁，每个支撑拱前后两侧的连接梁交错设置，钢拱架5对岩体1起到初步支撑的作用。支撑拱的两端与岩体1之间设有连接结构，连接结构包括定位环81和锁紧导管82，定位环81焊接于支撑拱上，锁紧导管82贯穿定位环81并插入岩体1内，锁脚导管82用于将支撑拱的拱脚锁紧于岩体1上，如图4所示。
如图1～3所示，径向小导管2、超前小导管3以及管棚管4的前端均呈锥形，径向小导管2、超前小导管3以及管棚管4的侧壁上均设有若干溢浆孔6，侧壁上均布有若干径向小导管2和超前小导管3，径向小导管2沿隧道径向插入岩体1内，超前小导管3前端倾斜插入岩体1，侧壁上等间距插设有一排管棚管4，管棚管4的前端倾斜插入岩体1。
管棚内设有钢筋笼，钢筋笼包括若干钢筋肋71组成的钢筋环和若干固定环72，固定环 72焊接于钢筋环内圈，管棚管4内设有的钢筋笼可对其起到加固效果，从而进一步提高管棚的支撑强度。
径向小导管2、超前小导管3以及管棚管4内部注有按照1:1配比将水泥浆和水玻璃进行配置而成的双液浆，径向小导管2、超前小导管3以及管棚管4的后端管口均设有止浆塞，锥形结构利于将径向小导管2、超前小导管3以及管棚管4打入岩体1内部，止浆塞用于对径向小导管2、超前小导管3以及管棚管4的管口进行封堵。
本申请的岩体隧道管棚结构还包括导向管9，导向管9前端倾斜插入岩体1内，导向管9 内插设有管棚管4，导向管9长度小于管棚管4的长度，导向管9可以对管棚管4在打入时起到导向的作用，防止管棚管4打偏，导向管9套在管棚管4的尾部，进一步提高了管棚尾部的支撑强度。
径向小导管2的长度为4.5～5.5米，超前小导管3的长度为4.5～5.5米，导向管9的长度为2～3米，管棚管4的长度为12～24米。
采用本申请的岩体隧道管棚结构的施工方法施工的管棚结构能够确保施工安全，具有较大的管棚支护刚度，施工时如再次发生塌方，塌渣也是落在管棚上部岩渣上，起到缓冲作用。即使管棚失稳，其破坏也较缓慢，给施工人员腾出逃生时间。还够有效的抑制围岩松动和垮塌，施工的管棚以掌子面前方围岩支撑和后方围岩支撑为支点，形成一个梁式结构，二者形成环绕隧洞轮廓的壳状结构，可有效抑制围岩松动和垮塌。
本申请的岩体隧道管棚结构的施工方法包括如下步骤：
1)隧道开挖，在待施工的岩体1上开挖具有拱形侧壁的隧道，于隧道内安装钢拱架5支撑岩体1；
2)围岩加固，于隧道的侧壁上通过空压机均匀打设径向小导管2和超前小导管3，径向小导管2沿隧道径向打入岩体1，超前小导管3前端倾斜打入岩体1，通过注浆机分别向前小导管和径向小导管2内进行注浆，于超前小导管3和径向小导管2的下端管口分别安装止浆阀，其中，向超前小导管3和径向小导管2内注入将水泥浆和水玻璃按照1:1配比进行配置而成的双液浆，注浆压力均为0.5～1.0mpa；
3)安装管棚管4，于隧道的侧壁上通过空压机均匀打设一排导向管9，导向管9倾斜打入岩体1，沿所导向管9倾斜打入管棚管4，将钢筋笼送入管棚管4内后，通过注浆机向管棚内注浆，于管棚管4后端管口安装止浆阀封堵管棚管4，其中，向管棚管4内注入按照1:1 配比将水泥浆和水玻璃进行配置而成的双液浆，注浆压力均为0.5～1.0mpa。
Claims (6)
1.一种岩体隧道管棚结构，其特征在于，包括岩体、径向小导管、超前小导管以及管棚管，所述岩体上挖设有隧道，所述隧道设有拱形的侧壁，所述隧道内支撑有钢拱架，所述径向小导管、超前小导管以及管棚管的前端均呈锥形，所述径向小导管、超前小导管以及所述管棚管的侧壁上均设有若干溢浆孔，所述侧壁上均布有若干所述径向小导管和超前小导管，所述径向小导管沿隧道径向插入所述岩体内，所述超前小导管前端倾斜插入所述岩体，所述侧壁上等间距插设有一排所述管棚管，所述管棚管的前端倾斜插入所述岩体。
2.如权利要求1所述的岩体隧道管棚结构，其特征在于，所述管棚内设有钢筋笼，所述钢筋笼包括若干钢筋肋组成的钢筋环和若干固定环，所述固定环焊接于所述钢筋环内圈。
3.如权利要求1所述的岩体隧道管棚结构，其特征在于，还包括导向管，所述导向管的长度小于所述管棚管的长度，所述导向管前端倾斜插入所述岩体内，所述导向管内插设有所述管棚管。
4.如权利要求3所述的岩体隧道管棚结构，其特征在于，所述径向小导管的长度为4.5～5.5米，所述超前小导管的长度为4.5～5.5米，所述导向管的长度为2～3米，所述管棚管的长度为12～24米。
5.如权利要求1所述的岩体隧道管棚结构，其特征在于，所述钢拱架包括支撑拱和连接梁，若干所述支撑拱前后并排设于所述隧道内，相邻两个所述支撑拱之间设有若干所述连接梁，每个所述支撑拱前后两侧的所述连接梁交错设置。
6.如权利要求5所述的岩体隧道管棚结构，其特征在于，所述支撑拱的两端与所述岩体之间设有连接结构，所述连接结构包括定位环和锁紧导管，所述定位环焊接于所述支撑拱上，所述锁紧导管贯穿所述定位环并插入所述岩体内。
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