[发明专利]一种超前支护方法及设备

说明书

本发明公开了一种超前支护方法及设备；该超前支护方法，包括钻孔、洗孔、管棚安装、高压注浆步骤；该方法中洗孔步骤所使用的洗孔设备，包括洗杆、传动箱、电机、软管、泵、容器；洗孔时采用洗孔设备边注浆边清孔，浆液采用水泥浆，将浆液灌入钻孔内，同时将内部杂质掏出，浆液可渗入孔壁缝隙,改善围岩力学性能,提高岩体自身整体强度,改变围岩支护状态，相比传统的高压水冲洗而言，可减少对钻孔孔壁的冲击，防止卡管的同时水泥浆作为固化材料可进一步对孔壁加固。

技术领域

发明涉及隧道超前支护技术领域，具体涉及隧道开挖时一种超前支护方法及该支护方法所使用的洗孔设备。

背景技术

水利工程中为方便引水，经常需要开挖隧洞，山地较多的地方，隧洞的总长可占到渠长的70%-80%；尤其在高原地区，大多为岩石隧洞或砂砾石隧洞，岩石破碎，易滑塌，洞口浅埋，围岩自稳能力差；因隧洞断面较小，在隧洞施工中遇不良地质时，往往要借助超前支护。传统的方法是安装环形管棚，抑制围岩松弛变形,提高了施工安全性；一般的超前支护方法包括了钻孔、清孔、管棚安装、高压注浆等步骤，而清孔时通常采用高压水冲洗，这种方法在作业时会对孔壁造成一定的冲击，在后期管棚安装时经常出现卡管、塌陷堵孔的情况。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种超前支护方法及设备，该方法使用专用的洗孔设备利用水泥浆液进行洗孔，洗孔过程中渗入性注浆,水泥浆液作为胶结体，对孔壁进行加固，同时将孔内杂质带出，将孔壁清理干净，改善围岩力学性能,提高孔壁自身整体强度,在管棚安装时，更加顺利，解决了传统方法在作业时会对孔壁造成一定的冲击，在后期管棚安装时经常出现卡管，甚至塌陷堵孔的问题。

为实现发明的目的，发明采用以下技术方案，

一种超前支护方法包括钻孔、洗孔、管棚安装、高压注浆步骤；所述的钻孔采用管棚钻机钻孔，使用全站仪准确定方向和角度，钻孔顺序为由高孔位向低孔位间隔进行，钻孔深度12米，钻孔仰角为2°，一次钻到位；钻孔采用直径φ108mm钻头，孔深大于管长1m；钻孔时钻机开孔时低钻速钻进，钻深100cm后转入正常钻速；当第一节钻杆钻入岩层尾部剩余30cm时停止钻进，用两把管钳人工卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆，钻机退回本位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联结套，钻机低速送至第一根钻杆尾部，方向对准后联结成一体，满足对钻孔深的要求；最终在导向墙形成多个等间距半圆环形分布的钻孔；

在钻孔完成后进行洗孔，所述的洗孔步骤中，洗孔时边注浆边清孔，浆液采用水泥浆，将浆液灌入钻孔内，同时将内部杂质掏出，浆液可渗入孔壁缝隙,改善围岩力学性能,提高岩体自身整体强度,改变围岩支护状态，相比传统的高压水冲洗而言，可减少对钻孔孔壁的冲击，同时水泥浆作为固化材料可进一步对孔壁加固。

洗孔完成后进行管棚安装，所述的管棚安装步骤中，管棚采用Φ100、壁厚6mm无缝钢管，钢管上开孔，用于出浆；安装棚管时，在奇数钻孔上插入钢管每节长为6m，管棚总长度12m，接长1次；在偶数钻孔上插入钢管两个端头每节长为3m，管棚长度12m，中间接长1次6m钢管；管棚接长时先将第一节钢管顶入钻好的孔内，再逐根联接；第一根钢管前端要焊接成锥状，以防止管头顶弯或劈裂；具体在联接钢管时当第一根钢管推进孔内，孔外剩余40cm时，人工装上第二节钢管，人工持链钳进行钢管联结，使两节钢管联成一体，根据管棚的设计长度，按同样方法继续接长钢管；

管棚安装完成后进行高压注浆，所述的高压注浆步骤中，使用橡胶塞将钻孔口塞住，橡胶塞上插入硬细管，细管伸入到钻孔底，通过细管对孔内进行注浆，注浆初压力为1.0MPa，注浆结束后，将细管封堵，直至浆液完全凝固。