一种用于软弱层状围岩隧底加固的装置及其软弱层状围岩隧底加固结构制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于软弱层状围岩隧底加固的装置及其软弱层状围岩隧底加固结构，隧底加固的装置包括斜交锚杆和锚杆定向构件，所述锚杆定向构件上设置有相对隧底的岩层层面角度可调的锚杆导向孔，所述锚杆导向孔与所述斜交锚杆滑接。本实用新型专利技术可实现隧底锚杆与岩层大角度相交，充分发挥斜交锚杆的“销钉”作用，使多层岩体串联，增大岩层层间阻力，从而于隧道基底形成加固圈，提高仰拱在施工、运营期的稳定性和安全性。

A device for tunnel bottom reinforcement of soft layered surrounding rock and its structure for tunnel bottom reinforcement of soft layered surrounding rock

【技术实现步骤摘要】
一种用于软弱层状围岩隧底加固的装置及其软弱层状围岩隧底加固结构
本技术属于隧道交通建设
，具体为一种用于软弱层状围岩隧底加固的装置及其软弱层状围岩隧底加固结构。
技术介绍
随着我国交通基础设施事业的高速发展，深埋、长大隧道数量日益扩大。深埋、长大隧道围岩条件复杂多变，当隧道穿越软弱层状围岩时，仰拱底鼓、开裂等病害时有发生。隧道底部结构破损是隧道工程中常见的一种病害现象，其具有持续性，难以自稳，随着底部结构破损的发展，将会对工程施工以及后期运营带来极大的安全隐患。目前，在施工过程中多采用打设与隧道底部轮廓垂直的锚杆的方法来加固隧底围岩，但其未考虑隧道岩层倾角，没有充分发挥锚杆的抗层岩剪切能力，加固效果一般，部分隧道在施工、运营期仍有仰拱底鼓、开裂等病害发生。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种用于软弱层状围岩隧底加固的装置及其软弱层状围岩隧底加固结构，从而解决上述问题。为实现上述目的，本技术首先公开了一种用于软弱层状围岩隧底加固的装置，包括斜交锚杆和锚杆定向构件，所述锚杆定向构件上设置有相对所述隧底的隧底轮廓面角度可调的锚杆导向孔，所述锚杆导向孔与所述斜交锚杆滑接。进一步的，所述锚杆定向构件包括定向板和定向杆，所述锚杆导向孔设置在所述定向板的中部，所述定向板的一端设置有定向孔，该定向板的另一端通过隧底轮廓面支撑，所述定向杆的一端通过隧底轮廓面支撑，另一端通过与所述定向孔套接而高度位置可调地支撑所述定向板的另一端。进一步的，所述定向孔为螺纹孔，所述定向杆与所述定向孔螺纹连接，所述定向杆位于定向板的上下两侧螺纹连接有螺母。进一步的，所述定向杆为螺杆或者螺栓。进一步的，所述定向板的长度大于150mm，宽度大于150mm、厚度大于6mm，且该定向板为等级不小于Q235B的钢板，所述定向孔的公称直径为8-12mm，所述定向杆的公称直径为8-12mm。进一步的，所述定向孔的数量为两个，且相对设置在定向板的两侧。然后本技术公开了一种软弱层状围岩隧底加固结构，包括上述方案所述的用于软弱层状围岩隧底加固的装置，包括斜交锚杆、拱初支层和隧底轮廓面下侧的层岩，所述仰拱初支层铺设在所述隧底轮廓面的上方，该隧底加固结构设置有通过所述锚杆导向孔导向钻设的锚杆插接孔，所述锚杆插接孔与所述层岩间的岩层层面基本垂直，所述斜交锚杆插接在所述锚杆插接孔内。进一步的，所述仰拱初支层内位于所述隧底轮廓面的上侧铺设有用于钻孔标记的混凝土找平层。与现有技术相比，本技术的优点在于：一、本技术可实现隧底锚杆垫板与岩层大角度相交，充分发挥斜交锚杆的“销钉”作用，使多层岩体串联，增大岩层层间阻力，从而于隧道基底形成加固圈，提高仰拱在施工、运营期的稳定性和安全性。二、本技术对定向板钻孔，插入定向螺栓固定，现场加工施作方便，成本低。三、本技术通过调整定向螺栓螺母位置改变定向板角度，可用于多种岩层倾角下斜交锚杆的打设，适用范围广。四、本技术在斜交锚杆打设完毕后，可沿斜交锚杆取下，可重复使用。下面将参照附图，对本技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的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。在附图中：图1是本技术优选实施例公开的用于软弱层状围岩隧底加固装置的结构示意图；图2是本技术优选实施例公开的用于软弱层状围岩隧底加固结构的结构示意图；图3是本技术优选实施例公开的用于软弱层状围岩隧底加固装置的定向板的主视示意图。图例说明：1、斜交锚杆；2、锚杆定向构件；3、隧底轮廓面；4、岩层层面；5、锚杆导向孔；6、定向板；7、定向杆；8、定向孔；9、螺母；10、仰拱初支层；11、仰拱二衬12、锚杆插接孔；13、层岩；14、混凝土找平层。具体实施方式以下结合附图对本技术的实施例进行详细说明，但是本技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1-3所示，本技术首先公开了一种用于软弱层状围岩隧底加固的装置，包括斜交锚杆1和锚杆定向构件2，锚杆定向构件2上设置有相对隧底的隧底轮廓面3角度可调的锚杆导向孔5，锚杆导向孔5与斜交锚杆1滑接，从而，通过调节锚杆导向孔5，使其与隧底轮廓面3下方的岩层层面4垂直设置，进而方便钻孔设备的钻头通过锚杆导向孔5的导向作用钻设与岩层层面4垂直的锚杆插接孔12，进而方便插入斜交锚杆1。在本实施例中，锚杆定向构件2包括定向板6和定向杆7，锚杆导向孔5设置在定向板6的中部，定向板6的一端设置有定向孔8，该定向板6的另一端通过隧底轮廓面3支撑，定向杆7的一端通过隧底轮廓面3支撑，另一端通过与定向孔8套接而高度位置可调地支撑定向板6的另一端，从而实现定向板6在隧底轮廓面3上的倾斜角度可调，且固定。具体的，定向孔8为螺纹孔，定向杆7与定向孔8螺纹连接，定向杆7位于定向板6上下两侧螺纹连接有螺母9。实际施工时，定向杆7为螺杆或者螺栓。定向板6长度大于150mm，宽度大于150mm、厚度大于6mm，且定向板6为等级不小于Q235B的钢板，定向孔8的公称直径为8-12mm，定向杆7的公称直径为8-12mm。在本实施例中，为了稳固地对定向孔8支撑，定向孔8的数量为两个，且相对设置在定向板6的左右两侧。然后，本技术公开了一种软弱层状围岩隧底加固结构，包括上述方案的用于软弱层状围岩隧底加固的装置，包括斜交锚杆1、仰拱初支层10和位于隧底轮廓面3下侧的层岩13，为混凝土层，仰拱初支层10为混凝土，其上还铺设有混凝土材质的仰拱二衬11，仰拱初支层10铺设在隧底轮廓面3的上方，该隧底加固结构上设置有通过锚杆导向孔5导向钻设的锚杆插接孔12，锚杆插接孔12与岩层层面4基本垂直，斜交锚杆1的一端插接在锚杆插接孔12内，另一端外露的部分没入仰拱初支层10内。在实际应用过程中，本技术的使用方法如下：步骤一：对定向板6进行钻孔加工，形成锚杆导向孔5；步骤二：隧道仰拱开挖完成后，将隧底轮廓面3虚渣、积水等清除干净，并施作喷射混凝土找平层14，以便于找平标记钻孔位置，厚度控制在3～5cm，避免过厚导致增加后续钻孔工作量；步骤三：于喷射混凝土找平层14标记斜交锚杆1打设位置，斜交锚杆1环向间距取1～1.5m，隧道轴向间距取1或2倍初支钢架间距，呈梅花形布置；步骤四：在标记处安装锚杆定向构件2，通过定向杆7和螺母9调整定向板6角度，使定向板6与岩层层面4近似平行，即斜交锚杆1与岩层层面4近似垂直相交，岩层层面4倾角α根据同里程掌子面揭露围岩确定；步骤五：垂直穿过锚杆导向孔5向喷射混凝土找平层14钻孔，孔径及深度根据斜交锚杆1型号规格确定，并安装斜交锚杆1；步骤六：按设计架设初支钢架，喷射混凝土至设计厚度后，施作仰拱初支层10，其中，仰拱初支层10覆盖斜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于软弱层状围岩隧底加固的装置，其特征在于，包括斜交锚杆(1)和锚杆定向构件(2)，所述锚杆定向构件(2)上设置有相对所述隧底的隧底轮廓面(3)角度可调的锚杆导向孔(5)，所述锚杆导向孔(5)与所述斜交锚杆(1)滑接。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于软弱层状围岩隧底加固的装置，其特征在于，包括斜交锚杆(1)和锚杆定向构件(2)，所述锚杆定向构件(2)上设置有相对所述隧底的隧底轮廓面(3)角度可调的锚杆导向孔(5)，所述锚杆导向孔(5)与所述斜交锚杆(1)滑接。


2.根据权利要求1所述的用于软弱层状围岩隧底加固的装置，其特征在于，所述锚杆定向构件(2)包括定向板(6)和定向杆(7)，所述锚杆导向孔(5)设置在所述定向板(6)的中部，所述定向板(6)的一端设置有定向孔(8)，该定向板(6)的另一端通过隧底轮廓面(3)支撑，所述定向杆(7)的一端通过隧底轮廓面(3)支撑，另一端通过与所述定向孔(8)套接而高度位置可调地支撑所述定向板(6)的另一端。


3.根据权利要求2所述的用于软弱层状围岩隧底加固的装置，其特征在于，所述定向孔(8)为螺纹孔，所述定向杆(7)与所述定向孔(8)螺纹连接，所述定向杆(7)位于定向板(6)的上下两侧螺纹连接有螺母(9)。


4.根据权利要求3所述的用于软弱层状围岩隧底加固的装置，其特征在于，所述定向杆(7)为螺杆或者螺栓。


5.根据权利要求4所述的用于软弱层状围岩隧底加固的...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳军生，沈东，陈维，张海太，柴文勇，张学民，王树英，刘涛，张聪，郭健，方星桦，李林毅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43