CN218716850U - 一种管棚支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种管棚支护结构，其包括拱架主体和若干管棚组件，若干管棚组件沿拱架主体的拱轴线排列，且管棚组件的侧面固定设置在拱架主体顶部，管棚组件包括有孔管件，每一有孔管件包括第一管件和第二管件，第二管件套设在第一管件内，第一管件的侧面设有第一注浆孔，第二管件的侧面设有第二注浆孔，第二管件的周向设有若干加固件，加固件设置在相邻的两个第二注浆孔之间。本实用新型的管棚组件由第一管件和套设在第一管件内的第二管件组成，在第一管件内增设第二管件可以大幅度提高管棚支护结构的抗弯承载能力，第一注浆孔和第二注浆孔使加固浆体流出与周围土体连接固定，在第二管件的周向设置加固件，大大提高管棚支护结构的承载力。

Description

一种管棚支护结构

技术领域

本实用新型涉及隧道工程暗挖施工技术领域，特别是涉及一种管棚支护结构。

背景技术

隧道建造不可避免遇到自稳能力差的地层，处置不当会导致围岩失稳、隧道坍塌事故。工程中常采用超前预支护技术来加强软弱地段隧道围岩的稳定性，以降低隧道开挖对围岩的扰动，而管棚预支护由于具有预支护距离长、施工快、安全性高、工期短等优点，被作为隧道和地下工程防塌防沉最有效的辅助工法之一，在隧道与地下工程中得到广泛应用。

在隧道与地下空间施工中，管棚常为按一定间距呈拱形排列，但由于施工施工偏差及环境的影响，常导致管棚钢管内注浆难以饱满，其承载性能大幅度下降，使得管棚预支护结构安全性降低，造成一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种管棚支护结构，解决现有的管棚支护结构承载性能差的技术问题。

本实用新型提出一种管棚支护结构，包括拱架主体和若干管棚组件，所述若干管棚组件沿所述拱架主体的拱轴线排列，且所述管棚组件的侧面固定设置在所述拱架主体顶部，所述管棚组件包括有孔管件，每一所述有孔管件包括第一管件和第二管件，所述第二管件套设在所述第一管件内，

所述第一管件的侧面设有第一注浆孔，所述第二管件的侧面设有第二注浆孔，所述第二管件的周向设有若干加固件，所述加固件设置在相邻的两个所述第二注浆孔之间。

根据本实用新型提出的管棚支护结构，具有以下有益效果：本实用新型的管棚组件由第一管件和套设在第一管件内的第二管件组成，在第一管件内增设第二管件可以大幅度提高管棚支护结构的抗弯承载能力，在第一管件上设置第一注浆孔，使第一管件内注入的加固浆体从第一注浆孔流出与周围的土体连接固定，可提高管棚支护结构的强度，为了防止管棚受力的过程中，第二管件与加固浆体产生脱开，在第二管件上设置第二注浆孔，使第二管件内注入的加固浆体流出与周围的土体连接加固，并为了防止增设第二注浆孔对管棚支护结构强度的降低，在第二管件的周向设置加固件，以提高管棚支护结构的承载力。

另外，根据本实用新型提供的管棚支护结构，还可以具有如下附加的技术特征：

进一步地，所述第一注浆孔沿所述第一管件的周向均匀间隔排列。

进一步地，所述第二注浆孔沿所述第二管件的周向均匀间隔排列。

进一步地，若干所述加固件沿所述第二管件的周向均匀间隔排列，相邻的两个所述加固件之间设有偶数个所述第二注浆孔。

进一步地，所述管棚组件还包括无孔管件，所述无孔管件和所述有孔管件交错设置。

进一步地，所述第二管件固定在所述第一管件内。

进一步地，所述第一管件设有多个，各所述第一管件之间通过丝扣连接。

进一步地，所述第二管件和所述加固件使用的材质为钢材，所述加固件所用钢材量应大于钻设所述第二注浆孔所耗费的钢材量。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施例的管棚支护结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的管棚支护结构的管棚组件的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的管棚支护结构的第一管件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例的管棚支护结构的第二管件的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的管棚支护结构的螺纹套筒的结构示意图。

附图标号：10、拱架主体；20、管棚组件；30、有孔管件；31、第一管件；311、第一注浆孔；32、第二管件；321、第二注浆孔；40、无孔管件；50、加固件；60、螺纹套筒。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

为防止隧道开挖引起的地表下沉和围岩松动，开挖掘进前沿开挖工作面的上半断面设计管棚，形成对开挖面前方围岩的预支护。管棚是由预埋钢管、拱架主体10、管棚组件20组成。施工时，先将拱架主体10固定，再将预埋钢管固定在拱架主体10上，预埋钢管固定后，可进行套拱立模及对拱架主体10进行混凝土浇筑施工。

管棚施工时，搭设钻孔台架，钻机设备就位，钻机钻入预埋钢管内，并钻入岩土内，钻孔完毕后，将管棚组件20安装在预埋钢管设计深度，为了增加管棚组件20的刚度，通常会向管棚组件20内注入混凝土。然而现有的管棚组件20内注浆难以饱满，其承载性能大幅度下降，使得管棚预支护结构安全性降低，造成一定的安全隐患。对此，本实用新型提供一种管棚支护结构，解决现有的管棚支护结构承载性能太差的技术问题。

请参照图1所示，本实用新型提供一种管棚支护结构，包括拱架主体10和若干管棚组件20，所述若干管棚组件20沿所述拱架主体10的拱轴线排列，且所述管棚组件20的侧面固定设置在所述拱架主体10顶部，相邻的管棚组件20之间留有一定的间距，该间距范围内为注浆区，注浆区内填充灌注一定配合比的浆料而形成注浆加固体，注浆加固体连接所有的管棚组件20形成整体的管棚支护结构。

请参照图1和图5所示，所述管棚组件20包括有孔管件30和无孔管件40，无孔管件40和有孔管件30交错设置，采用φ108×6mm钢管制作而成，每节长度有3m、6m、9m三种，交替使用，每节钢管采用直径略大的螺纹套筒60连接，螺纹套筒60的材质为钢材质，钢材质能增加强度，螺纹套筒60的内部设有内螺纹，连接方式为丝扣连接，丝扣长度不应小于150mm，首节钢管前端呈圆锥状，末节钢管后端3m处不设置注浆孔。

请参照图2、图3所示，每一所述有孔管件30包括第一管件31和第二管件32，所述第一管件31的侧面设有第一注浆孔311，具体的，用钻孔工具在其四周钻取φ14mm～18mm的第一注浆孔311，布置形式为梅花形，间距为15mm～50mm。所述第二管件32的侧面设有第二注浆孔321，所述第二管件32的周向设有若干加固件50，所述加固件50设置在相邻的两个所述第二注浆孔321之间。

请参照图4所示，所述第二管件32套设在所述第一管件31内，具体的，可以第二管件32的一部分套设在第一管件31内，在其他实施例中，也可将第二管件32全部套设在第一管件31内，第二管件32固定在第一管件31内。第二管件32采用φ76×4mm钢管制作而成，其四周均匀布置φ6mm的第二注浆孔321，并在其上加焊加固件50，加固件50之间的间距为60mm，加固件50所用钢材应不小于因设置第二注浆孔321所耗钢材，防止增设第二注浆孔321对管棚结构用钢量的降低，于第二管件32上加设加固件50，使管棚支护结构的受力性能较为理想。

所述管棚组件20还包括无孔管件40，无孔管件40即为表面没有钻设注浆孔的钢管，无孔管件40和有孔管件30交错设置，为保证钻孔质量，事先将管棚组件20进行编号，施工时应采取跳孔法施工，先钻奇数孔，后钻偶数孔，奇数孔采用无孔管件40，偶数孔采用有孔管件30，成孔直径应大于管棚组件20中钢管的直径，成孔后应及时安装管棚组件20并压注水泥浆，防止塌孔。

在本实施例中，所述第一注浆孔311沿所述第一管件31的周向均匀间隔排列。所述第二注浆孔321沿所述第二管件32的周向均匀间隔排列。若干所述加固件50沿所述第二管件32的周向均匀间隔排列，相邻的两个所述加固件50之间设有偶数个所述第二注浆孔321。所述第一管件31设有多个，每节第一管件31之间通过丝扣连接。

本实施例的管棚支护结构的施工方法如下：

步骤一，作业准备：事先清理场地，搭设钻机平台，进行设备的安装调试，根据设计确定各管棚组件20的位置，并进行测量放线；

步骤二，引导孔施工：为保证钻孔质量，事先将管棚组件20进行编号，施工时应采取跳孔法施工，先钻奇数孔，后钻偶数孔，奇数孔采用无孔钢管，偶数孔采用有孔管件30，成孔直径应大于第一管件31的直径，成孔后应及时安装钢管并压注水泥浆，防止塌孔；

步骤三，顶管作业：待钻孔质量检验合格后，利用钻机的冲击推力，将第一节管棚组件20沿着引导孔顶进，应钻完一孔安装一孔。在施工过程中应常用设备测量管棚钢管的偏斜度，发现偏斜度超过设计允许值时，应立即采取相应措施；

步骤四，管棚钢管接尺：待第一节钢管顶进孔内，孔外剩余300～400mm时，将凿岩机反转，使顶进连接套与钢管脱离，后将凿岩机复位，将第二节钢管吊至施工平台上，并利用具有丝扣的螺纹套筒60连接两节钢管，丝扣连接长度不小于150mm，连接完成后将顶进连接套与第二节钢管连接；

步骤五，重复步骤四，待该管棚钢管施工至设计深度时，该孔位管棚施工结束；

步骤六，重复步骤二至五，将所有管棚钻孔安装完成；

步骤七，封孔注浆：用高压风机将管内残渣清理完毕后，于管内放置第二管件32，第二管件32的直径比第一管件31的直径小，随后开始注浆，采用注浆机将一定配合比的浆液压入有孔管件30内对周围土体进行加固，注浆压力：初压0.5～1.0MPa，逐级加压至设计终压后稳定10min以上，待注浆量达到设计要求的80％时可认为单管注浆完毕；

步骤八，采用M30水泥砂浆填充无孔管件40，注浆初压为0.5～1.0MPa，逐级升压至2.0MPa稳定5min后，单管注浆完成；

步骤九，重复步骤七、八，完成所有管棚的注浆及填充，管棚支护结构施工完毕。

综上所述，本实用新型提供一种管棚支护结构，有益效果在于：本实用新型的管棚组件由第一管件和套设在第一管件内的第二管件组成，在第一管件内增设第二管件可以大幅度提高管棚支护结构的抗弯承载能力，在第一管件上设置第一注浆孔，使第一管件内注入的加固浆体从第一注浆孔流出与周围的土体连接固定，可提高管棚支护结构的强度，为了防止管棚受力的过程中，第二管件与加固浆体产生脱开，在第二管件上设置第二注浆孔，使第二管件内注入的加固浆体流出与周围的土体连接加固，并为了防止增设第二注浆孔对管棚支护结构强度的降低，在第二管件的周向设置加固件，以提高管棚支护结构的承载。

本实用新型涉及本管棚支护结构的施工方法，将管棚钢管顶进工艺与注浆方法有机结合，相较于传统管棚施工更为有序，可控，提高了管棚的支护性能。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种管棚支护结构，包括拱架主体和若干管棚组件，所述若干管棚组件沿所述拱架主体的拱轴线排列，且所述管棚组件的侧面固定设置在所述拱架主体顶部，其特征在于，所述管棚组件包括有孔管件，每一所述有孔管件包括第一管件和第二管件，所述第二管件套设在所述第一管件内，

所述第一管件的侧面设有第一注浆孔，所述第二管件的侧面设有第二注浆孔，所述第二管件的周向设有若干加固件，所述加固件设置在相邻的两个所述第二注浆孔之间。

2.根据权利要求1所述的管棚支护结构，其特征在于，所述第一注浆孔沿所述第一管件的周向均匀间隔排列。

3.根据权利要求1所述的管棚支护结构，其特征在于，所述第二注浆孔沿所述第二管件的周向均匀间隔排列。

4.根据权利要求1所述的管棚支护结构，其特征在于，若干所述加固件沿所述第二管件的周向均匀间隔排列，相邻的两个所述加固件之间设有偶数个所述第二注浆孔。

5.根据权利要求1所述的管棚支护结构，其特征在于，所述管棚组件还包括无孔管件，所述无孔管件和所述有孔管件交错设置。

6.根据权利要求1所述的管棚支护结构，其特征在于，所述第二管件固定在所述第一管件内。

7.根据权利要求1所述的管棚支护结构，其特征在于，所述第一管件设有多个，各所述第一管件之间通过丝扣连接。

8.根据权利要求1所述的管棚支护结构，其特征在于，所述第二管件和所述加固件使用的材质为钢材，所述加固件所用钢材量应大于钻设所述第二注浆孔所耗费的钢材量。

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