上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，包括注浆加固层、超前管棚支护层、格栅拱架支护层和喷锚加固层；注浆加固层位于顶管施工进出洞口内壁周向的岩土体内；超前管棚支护层位于注浆加固层内；格栅拱架支护层位于超前管棚支护层的内侧，格栅拱架支护层包括格栅拱架，格栅拱架沿顶管施工进出洞口岩土体的内壁周向分布；喷锚加固层位于格栅拱架的外表面以及格栅拱架与顶管施工进出洞口的内壁之间，喷锚加固层覆盖格栅拱架且将格栅拱架和顶管施工进出洞口之间的间隙填充密实。本实用新型专利技术提供的四层支护结构对复合断面地层顶管施工进出洞口支护可靠，成本较低，对复杂断面地质条件下顶管施工的支护具有重要的意义。

The support system for the entrance and exit of pipe jacking construction in the upper soil and lower rock composite section

【技术实现步骤摘要】
上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统
本技术属于建筑施工
，具体涉及一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统。
技术介绍
顶管施工是一种不开挖或者少开挖的管道设施施工技术。顶管施工是继盾构施工之后而发展起来的一种地下管道施工方法，它不需要开挖面层，并且能够穿越公路、铁道、河川、地面建筑物、地下构筑物以及各种地下管线等。随着城市化进程的进一步加快，我国的地下管线的需求量也在逐年增加。加之人们对环境保护意识的增强，顶管技术在我国地下管线的施工中起到越来越重要的作用。在不均匀地质岩土复合断面顶管施工过程中，经常会遇到掘进面岩石强度较高，拱顶上部为软弱土层的复杂地质情况，在这种地质条件下由于岩石强度过高采用机械顶管无法进行施工，只能采用人工掘进配合顶管的方式施工，但在人工掘进配合顶管的掌子面掘进过程中由于拱顶上部为软弱土层加之人工顶管施工进度较慢，由于顶管施工进出洞口位置开挖量比较大，对周围岩土体的扰动比较大，在顶管施工进出洞口处容易发生拱顶上部土层松弛、坍塌，从而造成安全事故，安全风险高，给顶管工程施工人员的人身安全构成了严重威胁；坍塌还容易造成地表沉降，严重影响施工质量；并且随着坍塌的发生，土石方工程量增加，工程施工成本进一步增加，大大延长了施工周期。因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统以至少解决目前上土下岩复合断面地层的顶管施工进出洞口的顶部土层松弛易坍塌造成的安全风险高、地表沉降、施工质量差、施工周期延长等问题。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，包括：注浆加固层，所述注浆加固层位于顶管施工进出洞口内壁周向的岩土体内；超前管棚支护层，所述超前管棚支护层包括导管，所述导管沿所述顶管施工进出洞口土层的内壁周向等间距分布，所述导管的长度方向与所述顶管施工进出洞口的进深方向一致；格栅拱架支护层，所述格栅拱架支护层位于所述超前管棚支护层的内侧，所述格栅拱架支护层包括格栅拱架，所述格栅拱架沿所述顶管施工进出洞口岩土体的内壁周向分布；喷锚加固层，所述喷锚加固层位于所述格栅拱架的外表面以及所述格栅拱架与所述顶管施工进出洞口的内壁之间，所述喷锚加固层覆盖所述格栅拱架且将所述格栅拱架和所述顶管施工进出洞口之间的间隙填充密实。如上所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，优选，所述注浆加固层包括注浆锚杆，多个所述注浆锚杆在沿所述顶管施工进出洞口内壁周向的岩土体内均匀分布。如上所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，优选，所述导管的前端呈锥形。如上所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，优选，所述格栅拱架为可拆卸结构，所述格栅拱架由多个格栅拱架组件组成，多个格栅拱架组件首尾连接形成格栅拱架。如上所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，优选，所述格栅拱架组件的两端设置有连接钢板，相邻两个所述格栅拱架组件之间通过所述连接钢板连接。如上所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，优选，所述格栅拱架组件的截面为矩形，所述格栅拱架组件由主筋和连接筋组成，多个所述主筋形成一个立方体结构，所述连接筋将多个所述主筋连接。如上所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，优选，所述格栅拱架设置有多个，多个所述格栅拱架沿所述顶管施工进出洞口的进深方向间距分布。如上所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，优选，沿所述顶管施工进出洞口的进深方向，相邻两组所述格栅拱架之间的间隔不大于0.5m。如上所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，优选，所述喷锚加固层的厚度不小于40mm。如上所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，优选，所述注浆锚杆为带排气装置的中空注浆锚杆。与最接近的现有技术相比，本技术提供的技术方案具有如下优异效果：本技术提供的上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，在顶管施工进出洞口施工时，在进出洞口外轮廓的土层打入小导管形成管棚支护、然后进行洞口掘进，在掘进的过程中及时对掘进后的洞口内壁进行锚杆施工并安装格栅拱架，然后对外露面进行喷锚处理确保稳固。确保施工过程中的安全。本技术提供的支护系统对施工进出洞口拱顶软弱土层支护，有足够的可靠性，支护能力强大，能够增加施工安全度，有效保证岩土稳定性，减少地表沉降，防止拱顶土体坍塌。而且具有很高的经济效益，施工安全，成本较低，成功解决了各种复合断面地质条件下顶管施工进出洞口的支护技术难题，对复杂断面地质条件下顶管施工的支护具有重要的意义。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。其中：图1为本技术实施例的小导管示意图；图2为本技术实施例的格栅拱架连接示意图；图3为本技术实施例的进出洞口支护示意图。图中：1、注浆加固层；11、注浆锚杆；2、导管；3，格栅拱架；31、格栅拱架组件；4、土层。具体实施方式下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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技术而不是要求本技术必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。本技术中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。根据本技术的具体实施例，如图1至图3所示，本技术提供一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，所述支护系统包括：注浆加固层1，注浆加固层1位于顶管施工进出洞口内壁周向的岩土体内；注浆加固层1包括注浆锚杆11，多个注浆锚杆11在沿顶管施工进出洞口内壁周向的岩土体内均匀分布；注浆锚杆11垂直于接触面的顶管施工进出洞口的内壁打入岩土体内并进行注浆，从而形成注浆加固层1。安装完毕后注浆锚杆11尾部伸出顶管施工进出洞口内壁一定的长度。在了保证注浆质量，本技术的实施例中，注浆锚杆11为带排气装置的中空注浆锚杆11。在使用时可以避免浆液混杂气体进入岩土体内影响浆液扩散。超前管棚支护层，超前管棚支护层包括导管2，导管2沿顶管施工进出洞口土层4的内壁周向等间距分布，导管2的长度方向与顶管施工进出洞口的进深方向一致；导管2采用Φ42*4mm规格的无缝钢管，因此，导管2也称为小导管，导管2的长度为3m。为了便于导管2打入土层4中，在本技术的实施例中，导管2的前端设置为锥形，在使用中，锥形结构阻力较小，方便导管2施工。格栅拱架支护层，格栅拱架支护层位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，其特征在于，所述支护系统包括：注浆加固层，所述注浆加固层位于顶管施工进出洞口内壁周向的岩土体内；超前管棚支护层，所述超前管棚支护层包括导管，所述导管沿所述顶管施工进出洞口土层的内壁周向等间距分布，所述导管的长度方向与所述顶管施工进出洞口的进深方向一致；格栅拱架支护层，所述格栅拱架支护层位于所述超前管棚支护层的内侧，所述格栅拱架支护层包括格栅拱架，所述格栅拱架沿所述顶管施工进出洞口岩土体的内壁周向分布；喷锚加固层，所述喷锚加固层位于所述格栅拱架的外表面以及所述格栅拱架与所述顶管施工进出洞口的内壁之间，所述喷锚加固层覆盖所述格栅拱架且将所述格栅拱架和所述顶管施工进出洞口之间的间隙填充密实。

【技术特征摘要】
1.一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，其特征在于，所述支护系统包括：注浆加固层，所述注浆加固层位于顶管施工进出洞口内壁周向的岩土体内；超前管棚支护层，所述超前管棚支护层包括导管，所述导管沿所述顶管施工进出洞口土层的内壁周向等间距分布，所述导管的长度方向与所述顶管施工进出洞口的进深方向一致；格栅拱架支护层，所述格栅拱架支护层位于所述超前管棚支护层的内侧，所述格栅拱架支护层包括格栅拱架，所述格栅拱架沿所述顶管施工进出洞口岩土体的内壁周向分布；喷锚加固层，所述喷锚加固层位于所述格栅拱架的外表面以及所述格栅拱架与所述顶管施工进出洞口的内壁之间，所述喷锚加固层覆盖所述格栅拱架且将所述格栅拱架和所述顶管施工进出洞口之间的间隙填充密实。2.如权利要求1所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，其特征在于，所述注浆加固层包括注浆锚杆，多个所述注浆锚杆在沿所述顶管施工进出洞口内壁周向的岩土体内均匀分布。3.如权利要求1所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，其特征在于，所述导管的前端呈锥形。4.如权利要求1所述的一种上土下岩复合断面地层顶管施工进出洞口的支护系统，其特征在于，所述格栅拱架为可拆卸结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，马海军，崔立志，曹广勇，黄建波，柳军修，周帅，李渔，笪伟，纪安康，
申请(专利权)人：中铁四局集团市政工程有限公司，安徽建筑大学，
类型：新型
国别省市：安徽,34