隧道管棚施工方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种隧道管棚施工方法及装置，该装置包括：物料承载机构，物料承载机构用于承载若干段钢管棚；夹持移动机构，夹持移动机构位于物料承载机构的邻近隧道洞口的一侧，夹持移动机构包括：底座、设置与底座下方的滚轮、固定于底座上方的支座、可转动连接于支座顶端的支撑臂、以及吊设于支撑臂另一端的加持单元，加持单元用于自物料承载机构加持无缝钢管移至隧道洞口处的管棚孔内；以及管棚推进机构，管棚推进机构位于夹持移动机构邻近隧道洞口的一侧，管棚推进机构用于将每段钢管棚推进至对应的孔位中。

【技术实现步骤摘要】
隧道管棚施工方法及装置
本专利技术涉及隧道工程
，尤其涉及一种隧道管棚施工方法及装置。
技术介绍
在浅埋暗挖法施工中，对于自稳能力较差的围岩，常采用预支护措施，以达到加固围岩、稳定工作面的目的。超前管棚预支护是一种经常采用的预支护措施。管棚一般指沿地下工程断面的一部分或全部，以一定的间距环向布设，形成的棚护结构。其目的是为了在特殊地质条件下安全开挖，预先提供增强地层承载力的临时支护方法。主要用于软弱、沙砾地层和软岩、岩堆、破碎带地段。目前，在管棚施工过程中，因为管棚的施工高度较高，一般使用挖掘机在管节端部施加压力，可由于挖掘机使用时间较长，使用率低。此外，还由于管棚插入钻孔长度较长，并且还有一个向上的仰角，挖掘机在端部施力时，不仅使得压力作用线很难与孔道轴线重合，而且也难以控制管棚顶进的偏斜程度，极易造成管节弯曲变形。如中国专利申请201710198733.4号公开的一种管棚施工装置及方法，其中的装置包括：作业平台、空气压缩机和夯管锤；作业平台固定设置在施工区域前的地面上；空气压缩机的底部设有与作业平台的端面配合滑动的滑动件；夯管锤的进气端用软管与空气压缩机连接，夯管锤的作业端设有用于同轴固定钢管的钢管固定件。但是，该专利技术依然存在以下缺点或不足：(1)、没有公开管棚孔的开孔顺序及管棚管的施工顺序；(2)、该管棚施工装置无法测量随钢管顶进同步测量管棚施工偏斜度；(3)、夯管锤的旋转自由度低，在施工过程中，空气压缩机和夯管锤需要更换设置在不同的作业平台，增加了施工难度，延长了施工周期。因此，提供一种工艺结构简单、施工速度快、且能确保管棚施作质量的隧道管棚施工装置及方法成为业内急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种隧道管棚施工方法及装置，其通过设定提前设定轮序进行开孔及管棚施工，有效提高管棚施工速度，利用不同的机构部件，实现管棚施工的连续作业，不仅保证了施工的安全性，而且提高了管棚的施作质量和速度。本专利技术的第一个目的是提供一种隧道管棚施工一种隧道管棚施工方法，其包括以下步骤：(1)、于待施工隧道工作面上确定管棚开孔轮廓线，于管棚开孔轮廓线上标定至少二十七个孔位，至少二十七个孔位分为至少九个A孔位、至少九个B孔位以及至少九个C孔位，A孔位分布于管棚开孔轮廓线的中上部并形成A孔位区，B孔位分布于管棚开孔轮廓线的左下部并形成B孔位区，C孔位分布于管棚开孔轮廓线的右下部并形成C孔位区；(2)、确定钻孔角度并以第一轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，第一轮序为位于A孔位区的中间的第一A孔位、位于B孔位区的中间的第一B孔位，位于C孔位区的中间的第一C孔位；(3)、在孔口管处，钻孔至预定深度，将钢管棚顶进至距隧道外围轮廓线1～2米处，将玻璃纤维锚杆嵌入钢管棚，封闭孔口，进行注浆；(4)、以第二轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，第二轮序为分别位于A孔位区的最左侧的第二A孔位、位于B孔位区的最左侧的第二B孔位、位于C孔位区的最左侧的第二C孔位，并重复步骤(3)；(5)、以第三轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，第三轮序为位于A孔位区的最右侧的第三A孔位、位于B孔位区的最右侧的第三B孔位、位于C孔位区的最左侧的第三C孔位，并重复步骤(3)；(6)、以第四轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，第四轮序为位于A孔位区的第一A孔位与第二A孔位之间的任意一个A孔位、B孔位区的第一B孔位与第二B孔位之间的任意一个B孔位、C孔位区的第一C孔位与第二C孔位之间的任意一个C孔位，并重复步骤(3)；(7)、以第五轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，第五轮序为位于A孔位区的第一A孔位与第三A孔位之间的任意一个A孔位、B孔位区的第一B孔位与第三B孔位之间的任意一个B孔位、C孔位区的第一C孔位与第三C孔位之间的任意一个C孔位，并重复步骤(3)；以及(8)、重复步骤(6)和步骤(7)，直至至少二十七个孔位完成注浆。可选择地，隧道管棚施工方法中的钢管棚的第一节采用两种不同长度的无缝钢管，以后的各节钢管棚全部采用相同长度的无缝钢管。可选择地，前一节的钢管棚与后一节的钢管棚采用插嵌焊接的连接方式。可选择地，至少二十七个孔位的每个孔位的钻孔角度为沿法相角3～5度。本专利技术的第二个目的是提供一种采用上述隧道管棚方法的隧道管棚施工装置，其包括：物料承载机构，物料承载机构用于承载若干段无缝钢管；夹持移动机构，夹持移动机构位于物料承载机构的邻近隧道洞口的一侧，夹持移动机构包括：底座、设置与底座下方的滚轮、固定于底座上方的支座、可转动连接于支座顶端的支撑臂、以及吊设于支撑臂另一端的加持单元，加持单元用于自物料承载机构加持无缝钢管移至隧道洞口处的管棚孔内；以及管棚推进机构，管棚推进机构位于夹持移动机构邻近隧道洞口的一侧，管棚推进机构用于将每段无缝钢管推进至对应的孔位中。可选择地，进一步包括斜度检测机构，斜度检测机构通过置于钢管棚内以实时获取管棚施工中的偏斜度的数据。可选择地，物料承载机构设有两个承载部以分别承置第一节采用两种不同长度的无缝钢管制成的钢管棚。可选择地，夹持移动机构的加持单元包括通过球形铰链连接于支撑臂上的两根吊锁以及分别连接于每根吊索底部的吊爪，每根吊索的中部设有可伸缩调整部件以调整吊索的长度。可选择地，管棚推进机构包括：可移动底座、固定连接于可移动底座上的可调节支柱、设置于可调节支柱上的动力部件、以及与动力部件相连接的推进部件。可选择地，推进部件包括：楔形斜面推进端头、固定连接于楔形斜面推进端头上的传动体、以及套置在传动体上的套筒，套筒的两端通过螺栓分别连接于传动体及管棚推进机构的动力部件上。其中，注浆过程中的浆液的扩散半径为1.5～2.0米，浆液的凝胶时间为15～30分钟，注浆速度为20～30升/分。优选地，注浆液包括重量比为1:1～0.8的水泥浆和水玻璃浆，其中，水玻璃浆的浓度设定为35波美度；套壳料包括重量比为1.5～1.6:1:1的水、水泥和粘土。本专利技术的有益效果是：(1)、设定提前设定轮序进行开孔及管棚施工，不仅保证了施工的安全性，还有效提高了管棚施工速度；(2)、利用不同的机构部件，实现管棚施工的连续作业，同时提高了管棚的施作质量；(3)、可随钢管棚顶进的同时同步测量管棚施工偏斜度，进一步保证管棚的安设质量，提高了施作速度。附图说明图1示出了本专利技术的隧道管棚施工方法的流程图。图2示出了本专利技术的隧道管棚的开孔的结构示意图。图3示出了本专利技术的隧道管棚施工装置的结构示意图。图4示出了本专利技术的推进部件的结构示意图。具体实施方式接下来参照附图具体描述本专利技术的隧道管棚施工方法及装置。首先，为了加快施工进度，需要超前探明地质条件，测定埋深等问题，接着如图1所示，在步骤S1中，于待施工隧道工作面上确定管棚开孔轮廓线，于管棚开孔轮廓线上标定二十七个孔位，二十七个孔位分为九个A孔位、九个B孔位以及九个C孔位，A孔位分布于管棚开孔轮廓线的中上部并形成A孔位区，B孔位分布于管棚开孔轮廓线的左下部并形成B孔位区，C孔位分布于管棚开孔轮廓线的右下部并形成C孔位区(如图2所示)。在步骤S2中，如图2所示，确定钻孔角度并以第一轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，第一轮序为位于A孔位区的中间的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道管棚施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、于待施工隧道工作面上确定管棚开孔轮廓线，于所述管棚开孔轮廓线上标定至少二十七个孔位，所述至少二十七个孔位分为至少九个A孔位、至少九个B孔位以及至少九个C孔位，所述A孔位分布于所述管棚开孔轮廓线的中上部并形成A孔位区，所述B孔位分布于所述管棚开孔轮廓线的左下部并形成B孔位区，所述C孔位分布于所述管棚开孔轮廓线的右下部并形成C孔位区；(2)、确定钻孔角度并以第一轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，第一轮序为位于所述A孔位区的中间的第一A孔位、位于所述B孔位区的中间的第一B孔位，位于所述C孔位区的中间的第一C孔位；(3)、在孔口管处，钻孔至预定深度，将钢管棚顶进至距隧道外围轮廓线1～2米处，将玻璃纤维锚杆嵌入钢管棚，封闭孔口，进行注浆；(4)、以第二轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，所述第二轮序为分别位于所述A孔位区的最左侧的第二A孔位、位于所述B孔位区的最左侧的第二B孔位、位于所述C孔位区的最左侧的第二C孔位，并重复步骤(3)；(5)、以第三轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，所述第三轮序为位于所述A孔位区的最右侧的第三A孔位、位于所述B孔位区的最右侧的第三B孔位、位于所述C孔位区的最左侧的第三C孔位，并重复步骤(3)；(6)、以第四轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，所述第四轮序为位于所述A孔位区的所述第一A孔位与所述第二A孔位之间的任意一个A孔位、所述B孔位区的所述第一B孔位与所述第二B孔位之间的任意一个B孔位、所述C孔位区的所述第一C孔位与所述第二C孔位之间的任意一个C孔位，并重复步骤(3)；(7)、以第五轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，所述第五轮序为位于所述A孔位区的所述第一A孔位与所述第三A孔位之间的任意一个A孔位、所述B孔位区的所述第一B孔位与所述第三B孔位之间的任意一个B孔位、所述C孔位区的所述第一C孔位与所述第三C孔位之间的任意一个C孔位，并重复步骤(3)；以及(8)、重复步骤(6)和步骤(7)，直至所述至少二十七个孔位完成注浆。...

【技术特征摘要】
1.一种隧道管棚施工方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、于待施工隧道工作面上确定管棚开孔轮廓线，于所述管棚开孔轮廓线上标定至少二十七个孔位，所述至少二十七个孔位分为至少九个A孔位、至少九个B孔位以及至少九个C孔位，所述A孔位分布于所述管棚开孔轮廓线的中上部并形成A孔位区，所述B孔位分布于所述管棚开孔轮廓线的左下部并形成B孔位区，所述C孔位分布于所述管棚开孔轮廓线的右下部并形成C孔位区；(2)、确定钻孔角度并以第一轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，第一轮序为位于所述A孔位区的中间的第一A孔位、位于所述B孔位区的中间的第一B孔位，位于所述C孔位区的中间的第一C孔位；(3)、在孔口管处，钻孔至预定深度，将钢管棚顶进至距隧道外围轮廓线1～2米处，将玻璃纤维锚杆嵌入钢管棚，封闭孔口，进行注浆；(4)、以第二轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，所述第二轮序为分别位于所述A孔位区的最左侧的第二A孔位、位于所述B孔位区的最左侧的第二B孔位、位于所述C孔位区的最左侧的第二C孔位，并重复步骤(3)；(5)、以第三轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，所述第三轮序为位于所述A孔位区的最右侧的第三A孔位、位于所述B孔位区的最右侧的第三B孔位、位于所述C孔位区的最左侧的第三C孔位，并重复步骤(3)；(6)、以第四轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，所述第四轮序为位于所述A孔位区的所述第一A孔位与所述第二A孔位之间的任意一个A孔位、所述B孔位区的所述第一B孔位与所述第二B孔位之间的任意一个B孔位、所述C孔位区的所述第一C孔位与所述第二C孔位之间的任意一个C孔位，并重复步骤(3)；(7)、以第五轮序开孔，在开孔处安装孔口管及止水装置，其中，所述第五轮序为位于所述A孔位区的所述第一A孔位与所述第三A孔位之间的任意一个A孔位、所述B孔位区的所述第一B孔位与所述第三B孔位之间的任意一个B孔位、所述C孔位区的所述第一C孔位与所述第三C孔位之间的任意一个C孔位，并重复步骤(3)；以及(8)、重复步骤(6)和步骤(7)，直至所述至少二十七个孔位完成注浆。2.如权利要求1所述的一种隧道管棚施工方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭峰，张继昶，
申请(专利权)人：北京瑞威世纪铁道工程有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11