[实用新型]一种用于软弱破碎不均匀地层隧道施工的支护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及岩土工程技术领域，尤其一种软弱破碎不均匀地层隧道施工的支护装置。

背景技术

在软弱破碎不均匀地层中，进行隧道施工，极易造成隧道围岩变形过大，甚至落石、坍塌等地质灾害发生，从而危及施工人员生命安全和损坏生产设备。软弱破碎不均匀地层隧道施工的支护装置，主要是一种将小管棚支护与错层超前小导管预加固组合的支护装置。然而，通过小管棚支护虽然减少隧道掌子面上覆的土压力、减小拱顶和地表沉降以及提高围岩自稳能力，但是存在止水效果一般且由于纵向搭接设置第二排管棚难度大等不足；与此同时，超前小导管预加固虽然可以实现隧道围岩预加固、防渗、堵漏的目的，但是其加固范围相对较小、作用时间较短、提高隧道围岩自稳能力有限、控制地表沉降的效果一般，注浆效果不均匀，就不能有效形成加固范围，从而可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，提出了一种用于软弱破碎不均匀地层隧道施工的支护装置，该方法能够有效地减少隧道围岩变形、持久地提高隧道自稳与防渗能力、形成多功能围岩加固区域，保证隧道施工人员安全和设备的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于软弱破碎不均匀地层隧道施工的支护装置，包括一个拱形支架，在所述的拱形支架的顶部的环向150°范围内布设小管棚和超前小导管，所述的超前小导管包括上、下两层，上、下两层超前小导管按照梅花桩型式错层布设。

拱形支架采用外径70mm，长10m的无缝钢管搭建，且相连的无缝钢管的纵向间距为7m，搭接长度为3m。

小管棚布设时钻孔之间的间距为30cm，外插角3°～5°。

所述的超前小导管长7.0m，上、下两层采用梅花桩布设，超前小导管布设时钻孔之间的间距为0.3m，外插角为3°～10°，每环30根。

所述的小管棚的钢管施工误差控制在径向不大于20cm，沿相邻钢管方向不大于10cm；

所述的小管棚工作室(工作空间)的长*宽为：0.3m*1.4m。

本实用新型的工作原理为：

通过小管棚支护，持久地提高隧道自稳，有效地减少隧道围岩变形；与此同时，错层小导管预加固可以形成锯齿状防渗加固体，提高防渗与堵漏能力，形成多功能围岩防渗加固区域。

本实用新型的有益效果为：

该方法是将超前小导管按照梅花桩型式错层布设，并且与小管棚支护相结合，对于降低施工难度和成本，提高隧道自稳能力都起到重要作用。(1)隧道围岩稳定性方面：不仅可以减少了软弱破碎不均匀地层隧道围岩变形，提高了隧道围岩自稳能力，而且通过错层超前小导管预加固使其隧道顶部形成锯齿形防渗加固连续体，对于隧道围岩预加固、防渗、堵漏起到重要作用，最终形成多功能围岩防渗加固区域。(2)施工方面：采用小管棚支护，相比大管棚支护节省成本，降低了施工难度，且施工进度易于掌握；而采用错层超前小导管预加固，是在已有超前小导管预加固技术上的创新布设型式，其施工过程简单。

综上所述，将超前小导管按照梅花桩型式错层布设与小管棚支护相结合的隧道围岩支护装置，在隧道围岩稳定加固方面，不仅可以减少隧道掌子面上覆的土压力、减小拱顶和地表沉降以及提高围岩自稳能力，而且可以实现隧道围岩预加固、防渗、堵漏的目的，最终形成多功能围岩防渗加固区域，减少隧道地质灾害的发生，保证施工人员和生产设备的安全；与此同时，该方法不仅降低了施工成本和难度，而且施工工艺简单易于施工人员操作，提高了工作效率，支护效果优异。

附图说明

图1为本实用新型的正视图；

图2为本实用新型的纵断面图。

其中，1、隧道衬砌；2、钢管；3、超前小导管；4、钢拱架。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1、图2所示，一种用于软弱破碎不均匀地层隧道施工的支护装置，包括在隧道衬砌1设置的钢拱架4、钢管2、超前小导管3，在所述的拱形支架的顶部的环向150°范围内布设小管棚和超前小导管，所述的超前小导管包括上、下两层，上、下两层超前小导管按照梅花桩型式错层布设。

拱形支架采用外径70mm，长10m的无缝钢管搭建，且相连的无缝钢管的纵向间距为7m，搭接长度为3m。

小管棚的环向间距(指小管棚布设时钻孔之间的间距)为30cm，外插角3°～5°。

所述的超前小导管长7.0m，上、下两层采用梅花桩布设，环向间距(指超前小导管布设时钻孔之间的间距)0.3m；2榀1打，外插角为3°～10°，每环30根。