[发明专利]一种隧道超前加长管棚及其施工方法

权利要求书

1.一种隧道超前加长管棚，包括沿隧道纵向布置的多级管棚单元（2），相邻两级管棚单元（2）的首尾段相互搭接，每级管棚单元（2）的若干钢管（21）沿隧道环向间隔布置，钢管（21）置于钻孔中，其特征在于：所述钻孔为由隧道掌子面（3）开始从隧道轮廓线（1）内岩体伸向隧道轮廓线（1）外岩体的直孔，钻孔与隧道纵向间夹角为3～5°，隧道轮廓线（1）内的钻孔段在水平面上的投影长度为4-6m，钻孔与隧道轮廓线（1）交叉处为钢管（21）设计起点位置，钻孔末端为钢管（21）设计末端位置，钢管（21）位于隧道轮廓线（1）外的钻孔段内，钢管（21）内含注浆体，隧道轮廓线（1）内的钻孔段内含注浆体（22），钻孔孔口紧密填充封堵体，隧道轮廓线（1）内的钻孔段注浆体（22）可随隧道开挖进程清除。

2.根据权利要求1所述一种隧道超前加长管棚，其特征在于：所述封堵体为水泥砂浆。

3.根据权利要求1所述一种隧道超前加长管棚，其特征在于：适用于大断面隧道和特大断面隧道。

4.根据权利要求1所述一种隧道超前加长管棚，其特征在于：所述注浆体由超细水泥液浆凝固形成。

5.根据权利要求1-4任一所述一种隧道超前加长管棚的施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）根据隧道纵向上多级管棚单元（2）的设计和隧道环向上多级管棚单元（2）的钢管（21）的设计，将用于分别放置各钢管（21）的各设计钻孔分别向隧道轮廓线（1）内延长形成各延长段，各延长段在水平面上的投影长度分别为4-6米；

（2）开挖隧道并进行初期支护的施作，开挖掌子面3向前推进；

（3）当掌子面（3）推进到第一级管棚单元的若干钢管（21）对应的若干设计钻孔延长段末端时在该掌子面（3）定位若干钻孔起始位置，根据定位的若干钻孔起始位置并向外以与隧道纵向间3-5°的角度钻孔，若干钻孔的长度分别达到对应钢管（21）的设计末端位置；

（4）将第一级管棚单元若干钢管（21）分别植入若干钻孔中并使钢管（21）末端到达钻孔末端，然后向钢管（21）注浆，最后向隧道轮廓线（1）内的钻孔段注浆并用封堵体紧密充填钻孔孔口；

（5）待钻孔内浆液和水泥砂浆凝固后在第一级管棚单元的保护下继续进行隧道开挖并进行初期支护的施作，继续进行隧道开挖时随开挖进程逐渐清除隧道轮廓线（1）内的注浆钻孔段；

（6）当掌子面推进到下一级管棚单元的若干钢管对应的若干设计钻孔延长段末端时重复步骤（3）-（5）施作下一级管棚单元，按此方式施作所有管棚。