[发明专利]一种富水软弱围岩隧道超前支护结构及其施工方法

权利要求书

1.一种富水软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于，包括挤压排水面板(1)、管棚(2)、聚能爆破排水管(3)和支撑固结体(4)；

所述挤压排水面板(1)包括与隧道的轮廓相匹配的环形外壳(5)，环形外壳(5)贯穿地开设有若干个均匀分布的管棚孔(8)，管棚(2)穿过管棚孔(8)且其前端插入围岩；环形外壳(5)内侧卡接有带肋排水板(7)，带肋排水板(7)上开设有至少四个均匀分布的圆形孔(10)；

所述聚能爆破排水管(3)包括与管棚(2)长度相同的钢管(13)，钢管(13)穿过圆形孔(10)插入围岩内，钢管(13)的管壁上开设有多个渗水孔(16)，钢管(13)的前端内部装有炸药(14)，炸药(14)通过导火索与位于钢管(13)外部的起爆装置(15)连接，引爆炸药(14)使围岩内形成空腔(21)，高压旋喷装置的高压旋喷嘴(19)穿过钢管(13)至空腔(21)内并高压旋喷注浆使核心土(20)内部形成用于支撑管棚(2)前端的支撑固结体(4)。

2.根据权利要求1所述的富水软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于，所述环形外壳(5)的内侧沿其径向开设有至少两对凹槽，每对凹槽的位置相对并固定连接有导槽(9)，导槽(9)内滑动连接有伸缩杆组件(6)；

所述带肋排水板(7)的侧面固定安装有与伸缩杆组件(6)抵接的加肋板(11)，围岩径向收缩迫使伸缩杆组件(6)向环形外壳(5)的中心方向移动从而挤压加肋板(11)使带肋排水板(7)与环形外壳(5)脱离并挤压管棚(2)和支撑固结体(4)内封闭的核心土(20)使其通过聚能爆破排水管(3)排水固结。

3.根据权利要求2所述的富水软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于，所述伸缩杆组件(6)包括伸缩杆(23)，伸缩杆(23)的一端固定安装有楔形体(22)；

所述加肋板(11)与楔形体(22)的形状相同，加肋板(11)的斜面与楔形体(22)的斜面贴合时形成长方体。

4.根据权利要求3所述的富水软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于，所述炸药(14)为柱形，炸药(14)的表面沿轴向均匀地分布有多个倒三角槽(18)；

所述钢管(13)的前端开设有多个与其轴线平行的切口(17)，切口(17)的数量倒三角槽(18)的数量相同，且切口(17)与倒三角槽(18)的位置相对应。

5.根据权利要求4所述的富水软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于，所述切口(17)的长度为10-20cm。

6.根据权利要求1-3任一项所述的富水软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于，所述钢管(13)的外表面包裹有土工布(12)。

7.根据权利要求2或3所述的富水软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于，所述导槽(9)包括相互垂直的第一导槽和第二导槽。

8.根据权利要求1-3任一项所述的富水软弱围岩隧道超前支护结构，其特征在于，所述环形外壳(5)的厚度为30-50cm。