一种钢管混凝土支架系统及施工方法技术方案

本发明专利技术公开了一种钢管混凝土支架系统及施工方法，属于地下工程支护设计领域。所述钢管混凝土支架系统包括多圈钢管混凝土支架和多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架对应的让压系统，让压系统位于每圈钢管混凝土支架和隧道的内壁之间；每圈钢管混凝土支架包括多根钢管，多根钢管中的每根钢管内均设有混凝土；让压系统包括至少一个弹性气胎，至少一个弹性气胎中的每个弹性气胎紧密接触，每个弹性气胎的一面与隧道的内壁接触，另一面与每圈钢管混凝土支架接触，每个弹性气胎内充满气体。本发明专利技术可以向每圈钢管混凝土支架的多根钢管内连续灌注混凝土，相比于在每两根钢管之间设置让压装置的钢管混凝土支架，抗弯能力大大提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地下工程支护设计领域，特别涉及。
技术介绍
在建造隧道等位于地下的工程时，为了保护隧道等地下工程的形状，防止地层塌方等事故发生，会使用钢管混凝土支架系统作为隧道等地下工程的支护，防止塌方等事故发生。目前的钢管混凝土支架系统包括多圈钢管混凝土支架和让压装置，多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架的形状与隧道横截面的形状相同并且等间隔固定在隧道的内壁上，每圈钢管混凝土支架包括多根钢管，每根钢管内灌注有混凝土，每两根钢管之间设有一个让压装置，让压装置包括两个连接套筒和一个让压构件，让压构件位于两个连接套筒之间，两个连接套筒各连接一根钢管，当钢管受力时，相邻的两根钢管挤压让压构件，使让压构件发生形变，以释放该两根钢管受到的压力。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题:虽然让压装置可以使钢管混凝土支架受到的压力可以释放出去，但同时，钢管混凝土支架的钢管内灌注了可以提高抗弯能力的混凝土，但让压装置的位置处无法灌注混凝土，使得让压装置所在的位置的抗弯能力较低，进而导致整个钢管混凝土支架系统的抗弯能力较低。
技术实现思路
为了解决现有技术的问题，一方面，本专利技术实施例提供了一种钢管混凝土支架系统，所述钢管混凝土支架系统包括多圈钢管混凝土支架和所述多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架对应的让压系统，所述多圈钢管混凝土支架间隔布置在隧道内，所述让压系统位于所述每圈钢管混凝土支架和所述隧道的内壁之间；所述每圈钢管混凝土支架的形状与所述隧道的横截面的形状相同，所述每圈钢管混凝土支架包括多根钢管，所述多根钢管通过套筒互相连接，所述多根钢管中的每根钢管内均设有混凝土；所述让压系统包括至少一个弹性气胎，所述至少一个弹性气胎中的每个弹性气胎紧密接触，所述每个弹性气胎的一面与所述隧道的内壁接触，另一面与所述每圈钢管混凝土支架接触，所述每个弹性气胎内充满气体。可选地，所述每个弹性气胎上均设有气门嘴；当所述每圈钢管混凝土支架受到所述隧道周围的围岩的压力时，所述每个弹性气胎压缩，所述每个弹性气胎内的气压值增大，当所述至少一个弹性气胎中的一个弹性气胎内的气压值超过预设值时，所述一个弹性气胎的气门嘴打开，释放所述一个弹性气胎内的气压至所述一个弹性气胎内的气压值小于或等于所述预设值，所述一个弹性气胎的气门嘴关闭。可选地，所述每个弹性气胎内设有至少一个无线气压监测装置，所述至少一个无线气压监测装置和计算机数控终端建立无线电连接；所述至少一个无线气压监测装置监测所述每个弹性气胎内的气压值并将所述气压值以无线信号的形式发送给所述计算机数控终端；所述计算机数控终端根据所述气压值与所述预设值的大小控制所述气门嘴打开或者关闭。可选地，所述每个弹性气胎内还设有至少一个无线位移监测装置，所述至少一个无线位移监测装置和所述计算机数控终端建立无线电连接；所述至少一个无线位移监测装置监测所述每个弹性气胎的让压距离并将所述让压距离以无线信号的形式发送给所述计算机数控终端。可选地，所述钢管混凝土支架系统还包括中继器；所述至少一个无线气压监测装置将监测的所述每个弹性气胎内的气压值或所述至少一个无线位移监测装置将监测的所述每个弹性气胎的让压距离以无线信号的形式发送给所述中继器，所述中继器将所述无线信号发送给所述计算机数控终端。可选地，所述每个弹性气胎包括胎体、钢丝圈和胎辋；所述胎体的表面与所述隧道的内壁紧密接触，所述胎体的边缘与所述胎辋的四周固定在一起形成封闭的空间，所述封闭的空间内充满气体，所述胎体的边缘内嵌有所述钢丝圈，使所述胎体的边缘与所述胎辋的四周紧密固定；所述胎辋为凸形曲面，所述凸形曲面与所述每圈钢管混凝土支架的钢管的外表面紧密固定在一起。可选地，所述多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架和其对应的让压系统通过让压托盘和多根V型让压锚杆固定在所述隧道的内壁上；每根所述V型让压锚杆包括一个圆弧部和两个锚杆自由端，所述让压托盘上设有锚杆孔，所述两个锚杆自由端的每个锚杆自由端各通过所述锚杆孔穿过一个所述让压托盘;所述让压托盘的形状为圆盘形且所述让压托盘的边缘处的厚度到所述锚杆孔处的厚度逐渐增加；每根所述V型让压锚杆的两个锚杆自由端插入所述隧道的内壁里，每个所述让压托盘托住所述隧道的内壁；所述每圈钢管混凝土支架的钢管的外壁与所述圆弧部相配合。可选地，所述每圈钢管混凝土支架的钢管的外壁和与之配合的所述圆弧部之间设有一个弧形安装板，所述弧形安装板的一面与所述钢管的外壁紧密贴合，另一面与所述圆弧部紧密贴合。可选地，所述每圈钢管混凝土支架的形状为半圆拱形、马蹄形或者圆形。另一方面，本专利技术实施例提供了一种钢管混凝土支架系统的制作方法，所述方法包括:对所述让压系统中的每个弹性气胎进行充气，所述每个弹性气胎内设有至少一个无线气压监测装置和至少一个无线位移监测装置；使用多根V型让压锚杆将所述每圈钢管混凝土支架的钢管和所述每圈钢管混凝土支架对应的所述让压系统固定在所述隧道的内壁上；向所述每圈钢管混凝土支架的钢管内连续灌注混凝土；在所述隧道内所述至少一个无线气压监测装置和所述至少一个无线位移监测装置的信号传播范围内固定中继器。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是:通过使用至少一个充满气体的弹性气胎作为让压系统，至少一个弹性气胎中的每个弹性气胎紧密接触，且在每圈钢管混凝土支架与隧道的内壁之间均对应布置一个让压系统，隧道周围的围岩向钢管混凝土支架施加的压力可以通过弹性气胎的变形释放出去，如此无需在每圈钢管混凝土支架的每两根钢管之间设置让压装置，可以向每圈钢管混凝土支架的多根钢管内连续灌注混凝土，相比于在每两根钢管之间设置让压装置的钢管混凝土支架，抗弯能力大大提升，使得钢管混凝土支架系统既可以保证受到压力时让压系统可以变形又可以保证多圈钢管混凝土支架的抗弯能力。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的结构示意图；图2是本专利技术实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的A-A向结构示意图；图3是本专利技术实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的结构示意图；图4是本专利技术实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的结构示意图；图5是本专利技术实施例一提供的弹性气胎的横截面的结构示意图；图6是本专利技术实施例一提供的一种钢管混凝土支架系统的横截面的B-B向结构示意图；图7是本专利技术实施例一提供的让压托盘和V型让压锚杆的结构示意图；图8是本专利技术实施例一提供的让压托盘的结构示意图；图9是本专利技术实施例二提供的一当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢管混凝土支架系统，其特征在于，所述钢管混凝土支架系统包括多圈钢管混凝土支架和所述多圈钢管混凝土支架中的每圈钢管混凝土支架对应的让压系统，所述多圈钢管混凝土支架间隔布置在隧道内，所述让压系统位于所述每圈钢管混凝土支架和所述隧道的内壁之间；所述每圈钢管混凝土支架的形状与所述隧道的横截面的形状相同，所述每圈钢管混凝土支架包括多根钢管，所述多根钢管通过套筒互相连接，所述多根钢管中的每根钢管内均设有混凝土；所述让压系统包括至少一个弹性气胎，所述至少一个弹性气胎中的每个弹性气胎紧密接触，所述每个弹性气胎的一面与所述隧道的内壁接触，另一面与所述每圈钢管混凝土支架接触，所述每个弹性气胎内充满气体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张仕林，李成刚，丰占海，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油工程建设公司，中国石油天然气华东勘察设计研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11