隧道超前支护导管抗剪锁、注浆导管及施工方法技术

本发明专利技术提供一种隧道超前支护导管抗剪锁，包括安装于支护导管上的第一内套筒、钢贴片、第二内套筒以及外套筒，第一内套筒、钢贴片、第二内套筒由支护导管的内端向外端依次套于支护导管上，钢贴片两端连接第一内套筒和第二内套筒，外套筒套于第一内套筒和第二内套筒上，外套筒的内径略大于第一内套筒和第二内套筒的外径，第一内套筒、钢贴片、第二内套筒和外套筒设置在支护导管上距支护导管外端1.0‑2.5m范围内。本发明专利技术通过抗剪锁将进洞处的应力分散到锁上，扩大局部面积可以增加抗剪强度与减小挠度，使得挠度与剪力曲线趋于平滑，降低受剪断裂风险。抗剪锁布设应用于洞口处，对于整个超前管棚导管的架设无过程性影响，施工难度小，针对性强。

【技术实现步骤摘要】
隧道超前支护导管抗剪锁、注浆导管及施工方法
本专利技术涉及一种隧道超前支护结构，尤其是一种隧道超前支护导管抗剪锁、注浆导管及施工方法，用于改进隧道超前支护管棚的导管受力情况。
技术介绍
超前支护是隧道施工中的重要组成部分。尤其在山岭隧道洞口处，进洞开挖过程常常伴随着稳定性风险。此时超前支护起到了“未开挖，先保护”的作用，超前支护常用多根注浆长导管，呈弧形布置于洞口设计外轮廓处，随后的注浆可以形成人造拱形支护区，对开挖初期的洞口处稳定性起到很大的保护作用。随着施工的进展，超前支护形成了隧道的“探路者”，从洞口处的超前大管棚，到后期进尺循环中的超前小导管，超前支护在整个隧道施工中起到了关键作用。然而，尽管超前支护已经形成了一定的规模体系，洞口处的失稳塌方现象还是经常出现。其原因在于，洞口处的原岩应力，尤其是埋深较大，放坡不足的类切坡高围岩等级洞口，卸载导致的反力会在洞口集中。进洞工程中，初期支护会及时跟进，而在初期支护布设完成后会距离掌子面有一个开挖步距的距离，该段距离是已开挖未支护段，特别是在进洞之初的该段内，受剪现象会尤其突出，管棚的受力情况处于最危险状态。目前尚没有对管棚此时的受力情况进行相关的研究，因此研究其力学及变形特性的控制因素并据此对支护导管的抗剪强度进行针对性的改进显得尤为重要。
技术实现思路
鉴于现有技术的不足，本专利技术的目的在于提出一种隧道超前支护导管抗剪锁，将进洞处的应力分散到锁上，使得挠度与剪力曲线趋于平滑，降低受剪断裂风险，为该段导管提供更高的抗剪能力。施工难度小，不影响施工流程，针对性强。本专利技术的技术方案如下：一种隧道超前支护导管抗剪锁，包括安装于支护导管上的第一内套筒、钢贴片、第二内套筒以及外套筒，其中，第一内套筒、钢贴片、第二内套筒由支护导管的内端向外端依次套于支护导管上，并且第一内套筒的内端焊接固定于支护导管外壁；钢贴片一端连接第一内套筒，另一端连接第二内套筒，并且第一内套筒、钢贴片、第二内套筒的内径等于支护导管的外径；外套筒套于第一内套筒和第二内套筒上，外套筒的内端焊接固定于第一内套筒外壁，并且第一内套筒和第二内套筒的外径相等，外套筒的内径略大于第一内套筒和第二内套筒的外径，第一内套筒和第二内套筒的外径大于钢贴片的外径；第一内套筒、钢贴片、第二内套筒和外套筒设置在支护导管上距支护导管外端1.0-2.5m范围内。作为一种改进，所述钢贴片的两端设计为公头，第一内套筒的外端和第二内套筒的内端设计为母头，通过公头和母头配合，钢贴片与第一内套筒、第二内套筒连接固定。作为一种改进，所述公头为钢贴片两端的插接段，所述母头为所述第一内套筒、第二内套筒连接钢贴片的一端设置的卡接内环，卡接内环的内径等于钢贴片的内径，卡接内环的外径等于钢贴片的外径。作为一种改进，所述公头为钢贴片两端设置的外螺纹，所述母头为在所述第一内套筒、第二内套筒连接钢贴片的一端设置的内螺纹。作为一种改进，所述第一内套筒的内端与支护导管外壁，以及所述外套筒的内端与第一内套筒外壁，均通过点焊焊接固定。作为一种改进，所述第一内套筒向内的一端设置有渐变的缩径段以形成锥形引导头；和/或，所述外套筒向内的一端设置有渐变的缩径段以形成锥形引导头。作为一种改进，所述第一内套筒的长度为0.8m，钢贴片的长度为0.2m，第二内套筒的长度为0.5m，外套筒的长度为0.5m。作为一种改进，所述外套筒为开缝钢管。本专利技术还提供一种隧道超前支护注浆导管，采用前述的隧道超前支护导管抗剪锁，并且在所述支护导管内注浆，与支护导管共同形成锚固体。本专利技术还提供一种隧道超前支护注浆导管的施工方法，包括如下步骤：S11、在支护导管上套装第一内套筒，并将其内端焊接固定于支护导管的外壁；S12、在支护导管上套装钢贴片，并将钢贴片的公头与第一内套筒的母头连接固定；S13、在支护导管上套装第二内套筒，并将第二内套筒的母头与钢贴片的公头连接固定；S14、在第一内套筒和第二内套筒上套装外套筒，并将其内端焊接固定于第一内套筒的外壁；S15、在支护导管内注浆形成锚固体，完成一根注浆导管的施工。本专利技术相对于现有技术的有益效果是：本专利技术提供的一种隧道超前支护导管抗剪锁，通过抗剪锁将进洞处的应力分散到锁上，改变受力杠杆作用点，使得导管全长的受力体系发生改变，扩大局部面积可以增加抗剪强度与减小挠度，使得挠度与剪力曲线趋于平滑，降低受剪断裂风险，为该段导管提供更高的抗剪能力。抗剪锁布设应用于洞口处，对于整个超前管棚导管的架设无过程性影响，施工难度小，不影响施工流程，针对性强。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术一个实施方式的结构平面布置示意图；图2为本专利技术一个实施方式的结构剖面示意图；图3为图2的局部结构分解示意图；图4为本专利技术另一个实施方式的结构平面布置示意图；图5为本专利技术另一个实施方式的结构剖面示意图；图6为图5的A-A剖面图；图7为图5的B-B剖面图；图8为本专利技术另一个实施方式的第一内套筒结构示意图；图9为本专利技术另一个实施方式的钢贴片结构示意图；图10为本专利技术另一个实施方式的第二内套筒结构示意图；图11为本专利技术另一个实施方式的外套筒结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术实施例作进一步详细说明。在此，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示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、部件或结构必须具有特定的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道超前支护导管抗剪锁，其特征在于：包括安装于支护导管上的第一内套筒、钢贴片、第二内套筒以及外套筒，其中，/n第一内套筒、钢贴片、第二内套筒由支护导管的内端向外端依次套于支护导管上，并且第一内套筒的内端焊接固定于支护导管外壁；/n钢贴片一端连接第一内套筒，另一端连接第二内套筒，并且第一内套筒、钢贴片、第二内套筒的内径等于支护导管的外径；/n外套筒套于第一内套筒和第二内套筒上，外套筒的内端焊接固定于第一内套筒外壁，并且第一内套筒和第二内套筒的外径相等，外套筒的内径略大于第一内套筒和第二内套筒的外径，第一内套筒和第二内套筒的外径大于钢贴片的外径；/n第一内套筒、钢贴片、第二内套筒和外套筒设置在支护导管上距支护导管外端1.0-2.5m范围内。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道超前支护导管抗剪锁，其特征在于：包括安装于支护导管上的第一内套筒、钢贴片、第二内套筒以及外套筒，其中，
第一内套筒、钢贴片、第二内套筒由支护导管的内端向外端依次套于支护导管上，并且第一内套筒的内端焊接固定于支护导管外壁；
钢贴片一端连接第一内套筒，另一端连接第二内套筒，并且第一内套筒、钢贴片、第二内套筒的内径等于支护导管的外径；
外套筒套于第一内套筒和第二内套筒上，外套筒的内端焊接固定于第一内套筒外壁，并且第一内套筒和第二内套筒的外径相等，外套筒的内径略大于第一内套筒和第二内套筒的外径，第一内套筒和第二内套筒的外径大于钢贴片的外径；
第一内套筒、钢贴片、第二内套筒和外套筒设置在支护导管上距支护导管外端1.0-2.5m范围内。


2.根据权利要求1所述的隧道超前支护导管抗剪锁，其特征在于，所述钢贴片的两端设计为公头，第一内套筒的外端和第二内套筒的内端设计为母头，通过公头和母头配合，钢贴片与第一内套筒、第二内套筒连接固定。


3.根据权利要求2所述的隧道超前支护导管抗剪锁，其特征在于，所述公头为钢贴片两端的插接段，所述母头为所述第一内套筒、第二内套筒连接钢贴片的一端设置的卡接内环，卡接内环的内径等于钢贴片的内径，卡接内环的外径等于钢贴片的外径。


4.根据权利要求2所述的隧道超前支护导管抗剪锁，其特征在于，所述公头为钢贴片两端设置的外螺纹，所述母头为在所述第一内套筒、第二内套筒连接钢贴片的一端设置的内螺纹。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：单仁亮，白瑶，孟驰，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11