实现快速施工的斜井锁口段支护装置制造方法及图纸

一种实现快速施工的斜井锁口段支护装置，包括安设于斜井掘进面的管棚，管棚由斜井锁口段上的斜井锁口管棚及其他段管棚组成，斜井锁口段上架设有多榀格栅拱架，各榀格栅拱架两侧各安装有锁脚锚管，多榀格栅拱架分别与斜井锁口段上的斜井锁口管棚连接并与斜井锁口管棚形成一个整体；各榀格栅拱架之间通过连接筋连接，斜井锁口段至基岩段的斜井掘进面上架设有多排钢拱架，钢筋网铺设于各榀格栅拱架和各排钢拱架上方，钢筋网与斜井掘进面之间由上至下依次设置有喷射混凝土层和模筑混凝土层。本实用新型专利技术提供的实现快速施工的斜井锁口段支护装置，可以解决工艺复杂、成本高的问题，施工工艺简单、快速支护、安全高效。

【技术实现步骤摘要】
实现快速施工的斜井锁口段支护装置
本技术涉及斜井开挖支护
，尤其是一种实现快速施工的斜井锁口段支护装置。
技术介绍
斜井是直通地面的倾斜坑道，是重要的地下工程之一。如隧道工程为加快施工速度而开凿的辅助斜井、水利水电工程中的各种倾斜引水隧洞、矿山开发中开拓斜井等。当斜井井口布置在山区或丘陵地带，洞口段往往覆盖有表土层或强风化岩体。斜井洞口段是斜井的浅埋段，从斜井洞口位置到斜井埋深为2-2.5倍自然冒落拱高度的位置。由于斜井洞口段埋深浅，表层风化严重、岩体破碎，此段施工易造成地面塌陷，施工难道大，特别是由锁口段与基岩的过渡段，其施工工艺与支护技术成为影响斜井洞口段的难题。目前洞口段的施工及支护技术主要有以下技术措施：1、冻结法。立井施工中应用冻结法工艺、加强支护的方式通过洞口段。当井筒穿过冲积层、松软岩层，常采用冻结法开凿立井井筒，其冻结深度穿过风化带延深至稳定基岩。当冻结的围岩体达到设计强度时，随即开挖施工，支护形式为双层钢筋混凝土复合井壁，冻结法施工可使井筒安全穿越表土段，但存在冻结系统较复杂、施工工期较长、工程造价昂贵等特点。2、固结灌浆法。当井筒穿过表土段、强风化段、围岩破碎段时，通过施工钻孔，利用注浆设备将高标号的水泥浆液或化学浆液压入岩体中，使之封闭裂隙，加强基岩的完整性、提高岩体强度、减少岩体的变形与不均匀沉陷，从而使井筒安全穿越洞口段。固结灌浆存在灌浆系统较复杂、支护成本较高的特点，特别是在围岩破碎带，节理、裂隙极为发育的地段，其灌浆量大幅提高。3、超前支护、小断面分部开挖法。将一系统钢管沿井筒外轮廓线以一定倾斜角度打入开挖面前方的岩层，从而支撑来自井筒外侧的围岩压力，然后在超前支护的保护下进行小断面分部开挖，以此降低对围岩的扰动。超前支护、小断面分部开挖方式其施工工艺简单、支护成本较低，但因支护强度有限，多适用于较稳定的围岩体。同时因小断面分部开挖，存在施工工期长的缺点。现有锁口段支护技术使地下工程顺利穿越表土段、围岩破碎段，保障了地下工程在洞口段的安全施，适用于水利水电、道路交通、矿山开发等行业中立井或大断面平硐的锁口支护。如在斜井锁口段至基岩段应用这些支护技术，存在支护工艺复杂、施工成本高或施工工期长的现象。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种实现快速施工的斜井锁口段支护装置，可以解决工艺复杂、成本高的问题，施工工艺简单、快速支护、安全高效。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种实现快速施工的斜井锁口段支护装置，包括安设于斜井掘进面上的管棚，管棚由斜井锁口段上的斜井锁口管棚及其他段管棚组成，斜井锁口段上架设有多榀格栅拱架，各榀格栅拱架两侧各安装有锁脚锚管，多榀格栅拱架分别与斜井锁口段上的斜井锁口管棚连接并与斜井锁口管棚形成一个整体；各榀格栅拱架之间通过连接筋连接，斜井锁口段至基岩段的斜井掘进面上架设有多排钢拱架，钢筋网铺设于各榀格栅拱架和各排钢拱架上方，钢筋网与斜井掘进面之间由上至下依次设置有喷射混凝土层和模筑混凝土层。管棚的直径为32-50mm，管长为3.5-5m，环向间距为0.3-0.5m，水平搭接长度为1-1.5m。管棚与斜井掘进方向的夹角a为5-10°。斜井锁口段上架设有3-5榀格栅拱架。每榀格栅拱架安设8根锁脚锚管。锁脚锚管的直径为32mm，长为4m，与边墙的夹角为60°。各排钢拱架之间的距离为0.5-0.8m。模筑混凝土层的厚度为0.2-0.4m。管棚为超前管棚，其前端安设于斜井掘进面前方。本技术提供的实现快速施工的斜井锁口段支护装置，有益效果如下：1、施工成本低、施工工期短：采用超前支护管棚、钢筋网、格栅拱架、喷射混凝土层对斜井锁口段进行加强支护，与围岩冻结法、固结灌浆法施工相比，其施工成本大幅降低。2、施工工艺简单，现场施工人员易掌握：采用管棚进行超前支护、格栅拱架对锁口段进行支护，现场施工人员易掌握、操作。3、对围岩的扰动程度小：锁口段采用采用人工短掘砌施工方式，对围岩扰动程度小，开挖后的井筒断面形状较钻爆法施工的断面规整，井筒围岩较稳定。4、适用范围广，易推广：施工设备少、工艺简单、支护技术易操作。同时支护参数可根据斜井工程地质实际情况选择相应的参数，尤其适合在小断面斜井的洞口段施工中易推广应用。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的结构示意图；图2为本技术图1的A-A向剖视图。具体实施方式如图1和图2所示，一种实现快速施工的斜井锁口段支护装置，包括安设于斜井掘进面1上的管棚2，管棚2由斜井锁口段上的斜井锁口管棚10及其他段管棚组成，斜井锁口段上架设有多榀格栅拱架4，各榀格栅拱架4两侧各安装有锁脚锚管5，多榀格栅拱架4分别与斜井锁口段上的斜井锁口管棚10连接并与斜井锁口管棚10形成一个整体；各榀格栅拱架4之间通过连接筋6连接，斜井锁口段至基岩段的斜井掘进面1上架设有多排钢拱架7，钢筋网3铺设于各榀格栅拱架4和各排钢拱架7上方，钢筋网3与斜井掘进面1之间由上至下依次设置有喷射混凝土层8和模筑混凝土层9。管棚2的直径为32-50mm，管长为3.5-5m，环向间距为0.3-0.5m，水平搭接长度为1-1.5m。管棚与斜井掘进方向的夹角a为5-10°。斜井锁口段上架设有3-5榀格栅拱架4，每榀格栅拱架4安设8根锁脚锚管5，锁脚锚管5直径为32mm、长为4m，锁脚锚管5与边墙的夹角为60°。各排钢拱架7之间的距离为0.5-0.8m。模筑混凝土层9的厚度为0.2-0.4m。管棚2为超前管棚，其前端安设于斜井掘进面1前方。本技术的施工过程如下：以某斜井锁口段至基岩段施工为例进行说明。斜井设计倾角为15°，斜井洞口处位半山腰部，表土层约20m，其中有近10m的粘土、泥沙、沙夹石，近10m不稳定基岩；斜井掘进断面为14.2m²，属于小断面斜井。具体实施过程如下：步骤1：超前支护在斜井掘进面1，采用直径32mm、长为4m的管棚2进行超前支护，在斜井锁口段上方形成斜井锁口管棚10，管棚2的环向间距为0.3m，水平搭接长度1m，管棚2与斜井掘进方向的夹角a为5°。步骤2：人工开挖因斜井洞口段表土层有近10m的粘土、泥沙、沙夹石，近10m不稳定基岩。表土段与基岩的过渡段，围岩极不稳定。故采用人工短掘砌施工，掘砌段距离为0.3m。步骤3：锁口段加强支护人工开挖后立即进行支护，铺钢筋网3、架设3榀格栅拱架4、安设锁脚锚管5、喷射混凝土层8，与超前管棚2联成一体，形成锁口段的加强支护。格栅拱架4的间距为0.3m，每榀格栅拱架2用直径为22mm的连接筋6连接；锁脚锚管5的直径32mm、长为4m，锁脚锚管5与边墙的夹角为60°，每榀格栅拱架4安设8根锁脚锚管5。采用加强支护，保障锁口段围岩的稳定。步骤4：锁口段到基岩段联合支护锁口段到基岩段岩体从强风带、弱风化带逐步过渡到基岩段，井筒围岩体由不稳定逐步过渡到稳定。井筒开挖前，采用直径32mm、长为4m的管棚2进行超前支护，管棚2的环向间距为0.5m。井筒开挖0.6m后采用钢拱架混凝土的联合支护。先铺金属网3、架设钢拱架7，而后喷混凝土形成喷射混凝土层8支护进行初期支护。钢拱架7是用15kg轨道加工而成，各钢拱架7的间距为0.6m。当井筒开挖至基岩5m时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现快速施工的斜井锁口段支护装置，包括安设于斜井掘进面（1）上的管棚（2），管棚（2）由斜井锁口段上的斜井锁口管棚（10）及其他段管棚组成，其特征在于：斜井锁口段上架设有多榀格栅拱架（4），各榀格栅拱架（4）两侧各安装有锁脚锚管（5），多榀格栅拱架（4）分别与斜井锁口段上的斜井锁口管棚（10）连接并与斜井锁口管棚（10）形成一个整体；各榀格栅拱架（4）之间通过连接筋（6）连接，斜井锁口段至基岩段的斜井掘进面（1）上架设有多排钢拱架（7），钢筋网（3）铺设于各榀格栅拱架（4）和各排钢拱架（7）上方，钢筋网（3）与斜井掘进面（1）之间由上至下依次设置有喷射混凝土层（8）和模筑混凝土层（9）。

【技术特征摘要】
1.一种实现快速施工的斜井锁口段支护装置，包括安设于斜井掘进面（1）上的管棚（2），管棚（2）由斜井锁口段上的斜井锁口管棚（10）及其他段管棚组成，其特征在于：斜井锁口段上架设有多榀格栅拱架（4），各榀格栅拱架（4）两侧各安装有锁脚锚管（5），多榀格栅拱架（4）分别与斜井锁口段上的斜井锁口管棚（10）连接并与斜井锁口管棚（10）形成一个整体；各榀格栅拱架（4）之间通过连接筋（6）连接，斜井锁口段至基岩段的斜井掘进面（1）上架设有多排钢拱架（7），钢筋网（3）铺设于各榀格栅拱架（4）和各排钢拱架（7）上方，钢筋网（3）与斜井掘进面（1）之间由上至下依次设置有喷射混凝土层（8）和模筑混凝土层（9）。2.根据权利要求1所述的实现快速施工的斜井锁口段支护装置，其特征在于：管棚（2）的直径为32-50mm，管长为3.5-5m，环向间距为0.3-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨超，刘从辉，沙州，朱余，徐快乐，陈致至，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42