软弱围岩隧道复合超前支护结构制造技术

本实用新型专利技术涉及软弱围岩隧道的支护结构，具体为一种软弱围岩隧道复合超前支护结构，其包括导向架、导管和管棚，所述导向架为纵向间距70‑80cm的工字钢拱架；所述导管和管棚的一端与导向架焊接，并在隧道拱顶125‑128°范围内设置，导管与管棚成排间隔设置；导向架外喷射混凝土形成导向墙。本实用新型专利技术施工方便、工效高、经济可靠、能有效的解决了软弱围岩隧道的超前支护问题；充分利用钢拱架作为管棚导向架，施工方便快速；管棚、导管和型钢骨架组合方式，刚柔并举，对软弱围岩的加固效果较好；管棚注浆效果好，对软弱土层的自身固化，提高了支护强度；经济可靠、能有效的解决了软弱围岩隧道的超前支护问题，可广泛推广。

Composite Advance Support Structure for Tunnels in Weak Surrounding Rock

The utility model relates to a support structure of a tunnel with weak surrounding rock, in particular to a composite advance support structure of a tunnel with weak surrounding rock, which comprises a guide frame, a conduit and a pipe shed, the guide frame is an I-shaped steel arch frame with a longitudinal spacing of 70 80 cm, one end of the conduit and the pipe shed is welded with the guide frame, and the guide frame is at a 125 128 standard of the tunnel arch top. The guide wall is formed by shotcreting concrete outside the guide frame. The utility model has the advantages of convenient construction, high efficiency, economy and reliability, and can effectively solve the problem of advanced support of tunnel in soft surrounding rock; fully utilizing steel arch frame as the guide frame of pipe shed, the construction is convenient and fast; the combination mode of pipe shed, conduit and profiled steel frame is rigid and flexible, and the reinforcement effect of pipe shed grouting is good for soft surrounding rock; It solidifies the soft soil layer and improves the support strength. It is economical, reliable and effective to solve the problem of advance support of tunnel in soft surrounding rock, and can be widely popularized.

【技术实现步骤摘要】
软弱围岩隧道复合超前支护结构
本技术涉及软弱围岩隧道的支护结构，具体为一种软弱围岩隧道复合超前支护结构。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，我国各项基础设施也在不断发展与完善。由于地形、地域比较复杂，在建设公路、铁路等基础设施时就需要建设大量隧道以满足生产和生活要求。隧道建设不可避免地会遇到诸如软弱岩层、断层、节理、裂隙和软弱夹层等不良地质情况；“新奥法"的应用和推广使得支护结构被赋予了新的支护理念，当隧道通过软弱破碎带时，围岩与隧道结构受力复杂多变，位移与力学变化随着时间是如何变化的难以把握，施工风险较大。隧道内的超前支护和初期支护是施工安全的关键工序，根据采取的加固措施对周围地层特性和应力分布的影响，可将超前支护分为地层改良法和预支护法。地层改良法就是提高开挖面周围地层土的特性的方法，这种方法包括注浆、土壤加固、排水和地层冻结等；预支护法就是在隧道开挖前，先超前对围岩进行加固，以增加围岩的自稳能力，并使开挖面周围应力干扰达到最小的方法。超前支护方法主要包括：管棚法，机械预切糟法，预衬砌法，水平旋喷注浆法，超前导管法，超前锚杆法、冻结法等等。其中管棚法、水平旋喷注浆法、导管法等支护方法同时也改良和加固了地层。实践表明超前支护体系能够有效地限制地面沉降，并全面地保持自然地层在稳定状态下开挖隧道。研究表明地面的整个沉降量的30%-40%和地下地层的整个沉降量的40%-50%是在一般的支护开始发生作用之前发生的，超前支护对地面沉降有30-35%的抑制效果，对隧道顶上地层(拱顶)沉降有40%的抑制效果，所以，加固掌子面前方的地层对抑制地面沉降有非常重要的作用。超前支护技术作为加固地层、稳定拱顶及掌子面、减少地表沉降的辅助施工工法，己经在地下工程施工中得到了广泛地应用。目前隧道建设中进洞支护一般采用大管棚支护，洞内支护一般采用超前导管支护。对于软弱围岩的隧道，洞内采用超前导管支护已不能满足工程需要，需要配合水平旋喷注浆等工艺，施工工序繁琐。
技术实现思路
本技术旨在解决上述问题，提供一种软弱围岩隧道复合超前支护结构，以超前导管与洞内管棚配合，辅以钢拱架支护，适应性广泛，施工简单方便，工效高。按照本技术的技术方案，所述软弱围岩隧道复合超前支护结构，包括导向架、导管和管棚，所述导向架为纵向间距70-80cm的工字钢拱架；所述导管和管棚的一端与导向架焊接，并在隧道拱顶125-128°范围内设置，导管与管棚成排间隔设置；导向架外喷射混凝土形成导向墙。进一步的，所述导管和管棚平行设置，导管和管棚与导向墙之间夹角为10-15°。进一步的，相邻的两排管棚之间设置两排导管。进一步的，所述导管的长度为4.2-4.8m，直径为40-44mm，环向间距48-52cm。进一步的，所述管棚的长度为12-14m，直径为86-93mm，环向间距58-62cm。进一步的，所述管棚钻孔采用隔号钻孔，导管钻孔采用逐号钻孔。进一步的，所述管棚内充填水泥砂浆。本技术的有益效果在于：施工方便、工效高、经济可靠、能有效的解决了软弱围岩隧道的超前支护问题；充分利用钢拱架作为管棚导向架，施工方便快速；管棚、导管和型钢骨架组合方式，刚柔并举，对软弱围岩的加固效果较好；管棚注浆效果好，对软弱土层的自身固化，提高了支护强度；经济可靠、能有效的解决了软弱围岩隧道的超前支护问题，可广泛推广。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为图1中A-A面视图。图3为图1中B-B面视图。附图标记说明：1-导向架、2-导管、3-管棚、4-导向墙。具体实施方式下面结合具体实施例和附图对本技术作进一步说明。如图所示：本技术软弱围岩隧道复合超前支护结构，包括导向架1、导管2和管棚3，所述导向架1为纵向间距70-80cm的工字钢拱架；所述导管2和管棚3的一端与导向架1焊接，并在隧道拱顶125-128°范围内设置，导管2与管棚3成排间隔设置；导向架1外喷射混凝土形成导向墙4，导向墙4内还设有二衬。具体的，导管2和管棚3平行设置，导管2和管棚3与导向墙4之间夹角为10-15°；相邻的两排管棚3之间设置两排导管2，支护结效果更佳。导管2的长度为4.2-4.8m，直径为40-44mm，环向间距48-52cm。管棚3的长度为12-14m，直径为86-93mm，环向间距58-62cm。管棚3钻孔采用隔号钻孔，导管2钻孔采用逐号钻孔。在管棚3内充填水泥砂浆。实施例一：导向架1纵向间距75cm，导向墙4的厚度为26cm，导向墙4内二衬厚度55cm；导管2和管棚3在隧道拱顶126.468°范围内设置，导管2的长度为4.5m，直径为42mm，环向间距50cm；管棚3的长度为13m，直径为89mm，环向间距60cm；相邻的两排管棚3之间设置两排导管2，管棚3之间间距9m，导管2之间间距3m。技术工艺：1）导向架兼型钢拱架：导向架1采用制作尺寸与初期支护拱架制作一致，安装2榀。每榀钢架采用4根4mφ42锁脚锚管加固，导向架1的工字钢拱架与锁脚锚管采用“U”型钢筋焊接牢固，并饱满注浆（锁脚锚管未画出）；2）作业面加固：隧道拱顶采取扩挖设置作业面且顶部围岩较为破碎，长时间裸露后可能会产生坍塌，在作业面完成后及时初喷C30混凝土加固围岩，然后对导向架1进行喷射混凝土形成导向墙4；3）由于隧道围岩较为破碎，钻孔时先进行顶部钻孔施工，采用隔号钻孔的方式，钻孔完成后及时插入钢管，防止塌孔，管棚3钻孔采用隔号钻孔的方式，导管2钻孔逐号钻孔即可；4）管棚3内采用M10水泥砂浆充填钢管，以增强管棚强度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.软弱围岩隧道复合超前支护结构，其特征在于，包括导向架（1）、导管（2）和管棚（3），所述导向架（1）为纵向间距70‑80cm的工字钢拱架；所述导管（2）和管棚（3）的一端与导向架（1）连接，并在隧道拱顶125‑128°范围内设置，导管（2）与管棚（3）成排间隔设置；导向架（1）外喷涂混凝土形成导向墙（4）。

【技术特征摘要】
1.软弱围岩隧道复合超前支护结构，其特征在于，包括导向架（1）、导管（2）和管棚（3），所述导向架（1）为纵向间距70-80cm的工字钢拱架；所述导管（2）和管棚（3）的一端与导向架（1）连接，并在隧道拱顶125-128°范围内设置，导管（2）与管棚（3）成排间隔设置；导向架（1）外喷涂混凝土形成导向墙（4）。2.根据权利要求1所述的软弱围岩隧道复合超前支护结构，其特征在于，所述导管（2）和管棚（3）平行设置，导管（2）和管棚（3）与导向墙（4）之间夹角为10-15°。3.根据权利要求1或2所述的软弱围岩隧道复合超前支护结构，其特征在于，相邻的两排...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏至，常喜梅，施霄飞，
申请(专利权)人：江苏中设集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32