可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构制造技术

本发明专利技术公开了一种可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构，包括钢花管和测斜管，所述钢花管的管壁上设有用于渗浆的若干渗浆孔；所述钢花管的内壁上设有限位装置，所述测斜管连接于钢花管内，且测斜管的外壁与限位装置相配合，使得测斜管固定于钢花管内形成具有内外双环结构的管棚节段；本发明专利技术结构简单，在满足隧道洞口段超前支护功能的同时，也能实现对管棚自身挠曲变形的精确测量；其测量结果既为后续开挖施工提供准确的动态反馈信息，也为超前管棚支护结构的科学设计提供基础数据支撑。

Advanced pipe roof support structure for measuring its own vertical deflection by inclinometer

【技术实现步骤摘要】
可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构
本专利技术涉及土木工程
，尤其涉及到一种可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构。
技术介绍
超前管棚具有抗弯刚度大、超前范围长、施工便利等特点，常用于山岭隧道洞口段(或下穿段)的设计施工中，其施工工序如下：采用超前水平钻机在地层中打设水平钻孔；将带有渗浆孔的空心钢管(简称钢花管)插入钻孔中；向钢花管内压力注浆，使浆液完全充满钢花管内外空隙，并将周围松散地层有效固结。从受力分析上看，超前管棚类似于预先埋置在地层中的梁结构，随着掌子面的推进，超前管棚承担了开挖所释放的部分围岩压力，从而减小了作用在初期支护上的围岩压力。但从设计角度上说，超前管棚所承担围岩压力的具体量值，很难通过理论分析或数值模拟得到，因此目前超前管棚支护的设计，基本仍处于经验类比的初级阶段。另一方面从实测角度上说，完全可以通过实测管棚自身的竖向挠度，进而反算出其所承担的围岩压力，但目前关于超前管棚竖向挠度的测量方法与测量装置，却基本处于空白状况。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单，操作方便，实用的可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构。本专利技术是通过如下方式实现的：可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构，包括钢花管和测斜管，所述钢花管的管壁上设有用于渗浆的若干渗浆孔；所述钢花管的内壁上设有限位装置，所述测斜管连接于钢花管内，且测斜管的外壁与限位装置相配合，使得测斜管固定于钢花管内形成具有内外双环结构的管棚节段；多个管棚节段进行拼接时，第一个管棚节段的测斜管的下端与第二个管棚节段的测斜管的上端通过连接套，使得第一个管棚节段的测斜管与第二个管棚节段的测斜管相连通；第一个管棚节段的钢花管与第二个管棚节段的钢花管之间相连接，以此实现具有内外双环结构的管棚节段的接长，且位于最下端的测斜管的下端采用底套密封形成盲端，以防止浆液渗入测斜管内。进一步地，位于最上端的测斜管的上端外壁上套设有橡胶止浆环，使其充分堵塞位于最上端的测斜管与钢花管之间的空隙。进一步地，所述橡胶止浆环上设有注浆孔，水泥浆液通过注浆孔注入，使其充满测斜管与钢花管之间的空隙，并通过渗浆孔渗透到周围的土体中，形成完整的超前管棚支护结构。进一步地，所述测斜管的内壁设有与测斜仪探头相配合的滑槽。进一步地，所述限位装置为限位板。本专利技术的有益效果在于：结构简单，使用方便，能实现对管棚自身挠曲变形的精确测量；其测量结果既为后续开挖施工提供准确的动态反馈信息，也为超前管棚支护结构的科学设计提供基础数据支撑。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1本专利技术钢花管结构示意图；图2本专利技术测斜管结构示意图；图3本专利技术钢花管和测斜管拼接状态示意图；图4本专利技术橡胶止浆环结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例：一种可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构，如图1、图2、图3所示，包括钢花管1和测斜管2。所述钢花管1的管壁上设有用于渗浆的若干渗浆孔11；所述钢花管1的内壁上设有限位装置12，所述限位装置12为限位板，方便制作，且成本低。所述测斜管2连接于钢花管1内，且测斜管2的外壁与限位装置12相配合，使得测斜管2固定于钢花管1内形成具有内外双环结构的管棚节段；多个管棚节段进行拼接时，第一个管棚节段的测斜管2的下端与第二个管棚节段的测斜管2的上端通过连接套3，使得第一个管棚节段的测斜管2与第二个管棚节段的测斜管2相连通；第一个管棚节段的钢花管1与第二个管棚节段的钢花管1之间相连接，二者连接方式为焊接，以此实现具有内外双环结构的管棚节段的接长，且位于最下端的测斜管2的下端采用底套密封形成盲端，以防止浆液渗入测斜管2内，具有内外双环结构的管棚节段的接长采用拼接方式，操作更方便，且适应不同场合的使用。较佳的，所述测斜管2的内壁设有与测斜仪探头相配合的滑槽21，测斜仪探头顺着滑槽21进入至测斜管2的内部进行测量。其中，如图4所示，位于最上端的测斜管2的开口端外壁上套设有橡胶止浆环4，使其充分堵塞位于最上端的测斜管2与钢花管1之间的空隙，为了方便橡胶止浆环4的注浆，所述橡胶止浆环4上设有注浆孔41，将水泥浆液进入注浆孔41，水泥浆液通过注浆孔41注入，使其充满测斜管2与钢花管1之间的空隙，并通过渗浆孔11渗透到周围的土体中，形成完整的超前管棚支护结构。具体地，钢花管1的外径108mm、壁厚3mm、单节长度2m，钢花管1的管壁外侧布设四列渗浆孔11，其孔间距为0.2m；钢花管1的两端内侧距两端头0.2m处，布设四个限位装置12；测斜管2的外径70mm、壁厚6mm、单节长度2m；测斜管2的下端用底套密封后，将其插入带限位装置12的钢花管1中，形成具有内外双环结构的管棚节段；测斜管2的上端用连接套3与另一测斜管2的下端相连，将另一钢花管1从前方套入，并与后方的钢花管1通过焊接相连，由此实现内外双环管棚结构的接长；本例中接长9个节段，形成总长20m的内外双环管棚结构。实施时，在隧道洞口段，采用超前水平钻机向地层中钻孔，钻孔直径130mm，钻孔长度19m，将上述内外双环管棚结构插入钻孔内；将遇水膨胀的橡胶止浆环4，从测斜管2的最上端套入，使其充分堵塞管棚前端的空隙；将注浆喷嘴插入管棚前端的注浆孔41，并进行压力注浆，使水泥浆液充满管棚外环与内环之间的空隙，并渗透到周围土体中，形成完整的超前管棚支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构，其特征在于：包括钢花管(1)和测斜管(2)，所述钢花管(1)的管壁上设有用于渗浆的若干渗浆孔(11)；所述钢花管(1)的内壁上设有限位装置(12)，所述测斜管(2)连接于钢花管(1)内，且测斜管(2)的外壁与限位装置(12)相配合，使得测斜管(2)固定于钢花管(1)内形成具有内外双环结构的管棚节段；多个管棚节段进行拼接时，第一个管棚节段的测斜管(2)的下端与第二个管棚节段的测斜管(2)的上端通过连接套(3)，使得第一个管棚节段的测斜管(2)与第二个管棚节段的测斜管(2)相连通；第一个管棚节段的钢花管(1)与第二个管棚节段的钢花管(1)之间相连接，以此实现具有内外双环结构的管棚节段的接长，且位于最下端的测斜管(2)的下端采用底套密封形成盲端，以防止浆液渗入测斜管(2)内。

【技术特征摘要】
1.可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构，其特征在于：包括钢花管(1)和测斜管(2)，所述钢花管(1)的管壁上设有用于渗浆的若干渗浆孔(11)；所述钢花管(1)的内壁上设有限位装置(12)，所述测斜管(2)连接于钢花管(1)内，且测斜管(2)的外壁与限位装置(12)相配合，使得测斜管(2)固定于钢花管(1)内形成具有内外双环结构的管棚节段；多个管棚节段进行拼接时，第一个管棚节段的测斜管(2)的下端与第二个管棚节段的测斜管(2)的上端通过连接套(3)，使得第一个管棚节段的测斜管(2)与第二个管棚节段的测斜管(2)相连通；第一个管棚节段的钢花管(1)与第二个管棚节段的钢花管(1)之间相连接，以此实现具有内外双环结构的管棚节段的接长，且位于最下端的测斜管(2)的下端采用底套密封形成盲端，以防止浆液渗入测斜管(2)内。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁玉仁，唐勇三，卢晓颖，关振长，
申请(专利权)人：平潭综合实验区交通投资集团有限公司，福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35