[发明专利]一种巷道支护用混凝土管节及其支护方法

说明书

本发明公开了一种巷道支护用混凝土管节及其支护方法，包括预制管片和预制锚杆；其中预制管片一侧设置有连接块，另一侧设置有连接槽，预制管片的中部竖直贯穿开设有锚杆安装口，锚杆安装口内设置有内螺纹，预制管片另外两侧分别设置有定位块和定位槽，并且预制锚杆内部开设有驱动槽，预制锚杆的外表面设置有外螺纹，预制锚杆的外壁开设有多组注浆孔，多组注浆孔均与驱动槽内部贯穿连通；采用上述结构有效利用了锚杆支护以及喷射混凝土支护配合的方式对土壤进行加固，既能够满足不损害管片结构受力，又能保证加固效果，控制运营期沉降，以解决盾构和顶管隧道对周边软弱地层加固问题。

技术领域

本发明涉及盾构和顶管隧道工程技术领域，具体涉及一种巷道支护用混凝土管节及其支护方法。

背景技术

盾构和顶管隧道工法是目前地下隧道施工中最广泛应用且最重要的工程技术，其具备安全、快速、质量控制和施工环境好等优点。但在液化砂层或软土地层中，盾构和顶管隧道在施工完成后，存在地震液化问题，在运营期间沉降量较大，达到稳定所需的时间也很长，且沉降呈现明显的不均匀性的问题，导致隧道存在运营安全问题，甚至会危及结构安全，目前国内的软弱地层中许多隧道已出现此类问题。

在盾构和顶管隧道工程中，解决地震液化问题以及控制软土地层中的长期运营沉降最常规的方法为建设期间对隧道周边的软弱地层进行加固，因此加固设计一直是盾构和顶管隧道设计和施工的重难点，尤其是隧道周边为软土、富水液化砂层时，如何进行加固更是风险和质量控制的难点。并且由于地下巷道施工采用的管节断面面积越来越大，管节断面尺寸和自重大，造成了运输、吊装和存放困难，急需设计一款适用于巷道支护施工的预制件管片，使之易于安装和运输，并且既能够满足不损害管片结构受力，又能保证加固效果，控制运营期沉降，以解决盾构和顶管隧道对周边软弱地层加固问题。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种巷道支护用混凝土管节及其支护方法，解决现有技术的管节运输、吊装、存放困难，并且既能够满足不损害管片结构受力，又能保证加固效果，控制运营期沉降，以解决盾构和顶管隧道对周边软弱地层加固问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种巷道支护用混凝土管节及其支护方法，包括预制管片和预制锚杆，所述预制管片和预制锚杆均设置有多组，且多组预制锚杆一一对应的安装在多组预制管片上；

其中预制管片一侧设置有连接块，另一侧设置有连接槽，预制管片的中部竖直贯穿开设有锚杆安装口，锚杆安装口内设置有内螺纹，预制管片另外两侧分别设置有定位块和定位槽，并且预制锚杆内部开设有驱动槽，预制锚杆的外表面设置有外螺纹，预制锚杆的外壁开设有多组注浆孔，多组注浆孔均与驱动槽内部贯穿连通。

作为本发明进一步的方案：连接块和连接槽相互适配，定位块和定位槽相互适配。

作为本发明进一步的方案：驱动槽为十字形，且驱动槽贯穿预制锚杆的顶端设置。

作为本发明进一步的方案：预制锚杆外表面设置的外螺纹与锚杆安装口内设置的内螺纹相互适配。

作为本发明进一步的方案：一种巷道支护用混凝土管节的支护方法，包括以下步骤：

步骤一：使用盾构机进行掘进，并且将多组预制管片进行圆周方向连接，形成第一圈混凝土管节；

步骤二：使用加固装置在外部预先装载好预制锚杆，之后移动到安装好的第一圈混凝土管节的内部；将各个预制锚杆对准对应的锚杆安装口，并且使预制锚杆的外螺纹与锚杆安装口的内螺纹进行配合；

步骤三：启动驱动机构的电机，电机带动锥齿轮一同时驱动六个锥齿轮二旋转，进而驱动六个驱动管转动，驱动管驱动预制锚杆绕自身轴线旋转，预制锚杆从混凝土管节内部旋转向外伸出，打设到外部的土壤内，对外部的土壤进行加固；