[实用新型]一种用于隧道旋喷管棚预支护的纵向开口花管

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程支护技术领域，特别是涉及一种不良地层特别是含水丰富地层中的隧道预支护方法的专用工具。 

背景技术

在隧道施工中，为了充分发挥围岩自承能力，保证安全施工，开挖之前进行预支护是必要的。对于硬质围岩及其它稳定性较好的围岩，一般不需要超前预支护，开挖施工过程中采用的主要支护方法是锚喷支护。对于软弱破碎等自稳性较差的围岩，通常采用超前锚杆、管棚超前支护、小导管超前注浆预加固、机械预切槽法等超前预支护方法。 

管棚超前支护和高压旋喷支护都是超前加固方法，二者各有优缺点及适用条件，对于松散、破碎、强度较低及含水量较高的浅埋隧道，这两种方法均有各自的应用范围及局限性。 

对于管棚超前支护，一般情况下，管棚采用钢管或钢插板作纵向预支撑，又采用钢拱架作环向支撑，整体刚度较大，对围岩变形的限制能力较强，且能提前承受早期围岩压力，主要适用于围岩来压快及压力大、对围岩变形及地表下沉有较严格要求的软弱、破碎围岩隧道工程中，如土砂质地层、强膨胀性地层、强流变性地层、裂隙发育的岩体、断层破碎带、浅埋有显著偏压等围岩的隧道中。此外，采用插板封闭较为有效；在地下水较多时，可利用钢管或导管注浆堵水并加固围岩。 

旋喷支护是近十年来发展起来的一项新的预支护技术。它是以高压泵为动力源，通过钻机钻杆将带有特殊喷嘴的注浆管置入土层的预定位置后，喷嘴把配置好的浆液喷射到土体内，喷射流以巨大的能量将一定范围内的土体射穿，并在喷嘴旋转和进退的同时切割土体，强制土颗粒与浆液搅拌混合，待浆液凝固后，形成圆柱状水泥土固结体，当旋喷桩相互结合后，便以同心圆形式在土体中形成封闭的旋喷帷幕体，起到防流砂、抗滑移、防渗透的作用。旋喷桩适用于软土、黏性土、黄土、砂类土、砂砾卵石层等特殊地质条件。 

下列文献表明管棚超前支护和高压旋喷支护技术在不同的工程领域已经得到了广泛的应用：[1]大管棚超前支护技术在偏压隧道施工中的应用.游顺达.海峡科学，2009年05期.[2]隧道预支护原理与施工技术.朱汉华等.北京：人民交通出版社.[3]高压旋喷注浆技术与应用.李相然、贺可强.北京：中国建材工业出版社。

随着隧道工程的快速发展，这两种预支护技术也越来越趋于成熟，但由于在一些地质条件特别差的工程地段，如果单独采用高压旋喷或管棚支护，并不能达到有效的预支护效果。文献[隧道全方位高压喷射注浆拱棚超前支护新技术.刘钟，柳建国，张义，李志毅，岩石力学与工程学报，2009年01期]表明，国内已研制出大型液压双摇臂式全方位高压喷射注浆钻机，实现了钻孔、旋喷一体技术，达到了快速有效施工的目的，该项技术的施工工艺顺序为钻孔---高压旋喷---插筋，由于该工艺是后插筋技术，一般隧道开挖遇到的富水、松散土层大部分是含卵石、砾石类不良岩土体，而当工程需要预支护范围较大、筋体较长时，高压旋喷的巨大喷射力导致钻孔内充填卵石、砾石等，后插筋将无法实施，此时只能采用传统的钻孔高压旋喷、钻孔插管棚组合工艺；同时，采用大型液压双摇臂式全方位高压喷射注浆钻机进行施工，对施工空间要求较严，且费用高。 

如果采用传统的组合工艺，综合采用前述二种施工方法进行隧道预支护，即先进行旋喷支护，再进行管棚施作，两套工艺均需要凿岩成孔，施工费用相当于这两项独立工艺的简单叠加，而钻孔是此二个工艺环节中费用最高、周期最长的工序，且工艺循环相互交叉，进一步导致工效低，工期大幅延长。 

实用新型内容

一种用于隧道旋喷管棚预支护的纵向开口花管，是一种用于隧道旋喷管棚预支护方法的专用工具，所述方法正是为了解决前述的不足之处，将管棚超前支护与高压旋喷注浆技术有机地结合起来，在不良地层的隧道工程中实现安全、经济、高效的预支护。 

本实用新型所设计的一种用于隧道旋喷管棚预支护方法的纵向开口花管，所述纵向开口花管为沿轴向全长开口的管体，开口的截面形状为弧形或半圆形。 

进一步的，所述纵向开口花管沿管体的轴线方向开口处，按0.5～2.0m的间隔设置环形肋。 

进一步的，所述纵向开口花管的管壁上设置出浆孔。 

进一步的，所述纵向开口花管的出浆孔以梅花形或矩形布置。 

进一步的，所述纵向开口花管的前端设置导向头。 

进一步的，所述纵向开口花管为普通的金属管或强度较高的非金属管。 

本实用新型一种用于隧道旋喷管棚预支护方法的纵向开口花管，使得隧道旋喷管棚预支护方法得到更为完善的实施，节约了施工费用，且管棚、高压旋喷工艺都较成熟，在实际的施工中易于实现。