一种用于隧道涌水的施工支护体系及施工方法技术

本发明专利技术涉及一种用于隧道涌水的施工支护体系，包括支撑环拱装置、防水机构、顶撑装置和上环拱装置，上环拱装置紧贴隧道开挖轮廓线上，防水机构装配于支撑环拱装置与上环拱装置之间；顶撑装置抵靠于支撑环拱装置上；本发明专利技术设计的上环形内撑环拱由多个上环拱单元连接而成；下环形内撑环拱由多个支撑环拱单元连接而成一个；这种施工方式较为简单，施工速度快；同时，相邻上环拱单元连接处与相邻支撑环拱单元连接处交错布设；有效防止了隧道漏水，保证了施工安全。了施工安全。了施工安全。

【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道涌水的施工支护体系及施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道支护结构
，特别涉及一种用于隧道涌水的施工支护体系及施工方法。

技术介绍

[0002]随着我国铁路建设的高速发展，在国家政策的指引下，铁路开进大山，带动贫困地区经济发展。山区地质复杂，岩溶、瓦斯、断层等不良地质给铁路建设带来了巨大的挑战。岩溶地区地下水较丰富，隧道施工中常出现涌水、突泥，破坏初期支护结构，隧道内作业环境差，施工风险高。如果发生涌水、突泥也并未有较好的处理措施，往往会造成工期损失，清淤、排水费用高，经济损失巨大，隧道安全也得不到保障。传统的涌水、突泥处理措施一般为清淤封堵、注浆加固、排水减压、加强支护等措施，传统措施一般为发生突泥之后采取加固方案，如何在施工期间解决隧道内涌水问题，加强初期支护刚度，保证初期支护结构安全，防止坍塌成为目前急需解决的问题，改善初期支护结构也是今后地下水丰富的隧道的研究方向。
[0003]针对以上问题，故，有必要对其进行改进。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单，方便实用，施工效率高的用于隧道涌水的施工支护体系及施工方法。
[0005]为了达到上述专利技术的目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于隧道涌水的施工支护体系，包括支撑环拱装置、防水机构、顶撑装置和上环拱装置，上环拱装置紧贴隧道开挖轮廓线上，防水机构装配于支撑环拱装置与上环拱装置之间；顶撑装置抵靠于支撑环拱装置上。
[0006]作为本专利技术的一种优选方案，所述防水机构包括防水卷材，防水卷材沿隧道长度方向铺设，该防水卷材由柔性材料制成，该防水卷材贴合于支撑环拱装置上。
[0007]作为本专利技术的一种优选方案，所述上环拱装置包括由多个上环拱单元连接而成一个上环形内撑环拱；所述支撑环拱装置由多个支撑环拱单元连接而成一个下环形内撑环拱；相邻上环拱单元连接处与相邻支撑环拱单元连接处交错布设。
[0008]作为本专利技术的一种优选方案，所述支撑环拱装置最底端上环拱单元形成有装配腔，装配腔内安装有防水张紧端；与此相对应的，支撑环拱单元端部布设有与防水张紧端相适配的防水顶紧部；防水卷材穿过防水张紧端与防水顶紧部；防水顶紧部通过顶撑装置顶升，用于将防水卷材紧贴于防水张紧端与防水顶紧部之间。
[0009]作为本专利技术的一种优选方案，所述防水张紧端包括张紧弹簧和张紧轮；张紧弹簧的一端固设于装配腔顶部，张紧弹簧的另一端连接张紧轮。
[0010]作为本专利技术的一种优选方案，所述防水顶紧部包括防水端墙，防水端墙固设于支撑环拱单元底部，防水端墙呈V形结构，防水端墙上固设有顶紧柱，顶紧柱与张紧轮相抵靠，
用于将防水卷材夹紧。
[0011]作为本专利技术的一种优选方案，所述顶撑装置包括机械箱、固设于机械箱上的下支撑套筒，下支撑套筒底部套接有弹簧，弹簧顶部设置有弹簧隔板，弹簧隔板上设置有上支撑杆，上支撑杆套接于下支撑套筒内，弹簧隔板的两侧连接有绳子，与此相对应的，机械箱内设置有用于连接绳子的动力机构。
[0012]作为本专利技术的一种优选方案，所述顶撑装置还包括底箱,底箱底部设置有轮轴，轮轴两侧设置有支撑轮,底箱顶部固设有底板；底板上固设有T型杆，T型杆两侧设置有钢架，钢架靠近T型杆的一端形成有钢架凹槽，T型杆套接于钢架凹槽内，并通过定位调节机构连接。
[0013]作为本专利技术的一种优选方案，所述定位调节机构包括固设于两侧钢架上的固定环，两侧的固定环上套接有螺纹杆，固定环与螺纹杆的连接处设置有螺母；所述底板的两侧形成有凹槽，钢架底部滑动连接于凹槽内。
[0014]作为本专利技术的一种优选方案，所述动力机构包括固设于机械箱内的隔板，隔板上固设有能源箱和电机，能源箱与电机通过导线连接；绳子的一端连接弹簧隔板，另一端连接电机。
[0015]作为本专利技术的一种优选方案，所述机械箱的底部设置有至少两组轮子，轮子等距布设于机械箱的底部。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，所述底板的两侧端部设置有旋转环，旋转环上转动连接有支撑杆，与此相对应的，钢架底部设置有若干与支撑杆相适配连接的倒钩面板，支撑杆连接于倒钩面板上，用于限制钢架在凹槽内的滑动；所述钢架呈三角形状。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，所述机械箱的长度为下支撑套筒宽度的2倍。
[0018]作为本专利技术的一种优选方案，所述弹簧的外径小于弹簧隔板的长度。
[0019]一种用于隧道涌水的施工支护体系的施工方法，包括以下步骤：
[0020]步骤1，上环拱装置制作，紧贴隧道依次连接上环拱单元；最终形成上环形内撑环拱；
[0021]步骤2，支撑环拱装置制作，在隧道支撑环拱单元底部适当范围安装，并且支撑环拱单元与上环拱单元之间预留安装防水卷材的位置；
[0022]步骤3，安装防水卷材，在支撑环拱单元与上环拱单元之间及隧道边墙全断面铺设防水卷材，并且该防水卷材延伸至上环拱单元与支撑环拱单元连接处外侧，使得防水张紧端与防水顶紧部通过顶撑装置夹紧；
[0023]步骤4，临时顶撑装置施工，将临时支撑架移动至隧道中需要加固的部位，然后调节底板两端的支撑杆，使支撑杆脱离倒钩面板；然后调节螺母，转动螺母使钢架向外移动，使支撑架的钢架宽度扩大，使工作人员可以完成隧道中的各个部位施工；然后调节支撑杆，使支撑杆紧贴倒钩面板，并形成一个三角形，起到限制钢架移动的效果；
[0024]步骤5，移动临时支撑架，调节钢架，使支撑架的宽度缩小，增加隧道与支撑架之间的距离，使支撑架可以自由移动，然后移动支撑架到下一个施工段；
[0025]步骤6，伸缩式钢架顶撑施工；将伸缩式钢架顶撑移动到拼装好的内撑环拱底下，然后释放电机中的绳子，使该体系中的弹簧储存的弹性势能释放，弹簧带动弹簧隔板上升，最终使上支撑杆上升至内撑环顶部，进一步加固内撑环，使其不会出现松散现象；另外可以
根据现场情况，在同一内撑环布置多道伸缩式钢架；
[0026]步骤7，重复上述步骤1至步骤6，使该隧道每隔一段距离布置一道内撑环，令整段隧道得到支护；并且防止隧道涌水；
[0027]步骤8，隧道加固；上述步骤使隧道的变形得到控制，可以较好的进行隧道的局部加固；
[0028]步骤9，支护拆除；待隧道的局部加固完成后，首先开启电机，将移动伸缩式钢架顶撑的绳子收缩，使上支撑杆下移，固定绳子并关闭电机，然后将临时支撑架移动至其他位置；将临时支撑架移动至环拱下部，施工人员在支撑架上将环拱拆除，断开电磁铁的电源，然后施工人员从上往下将环拱逐个拆除。
[0029]本专利技术的有益效果为：
[0030]1.本专利技术设计的上环形内撑环拱由多个上环拱单元连接而成；下环形内撑环拱由多个支撑环拱单元连接而成一个；这种施工方式较为简单，施工速度快；同时，相邻上环拱单元连接处与相邻支撑环拱单元连接处交错布设；有效防止了隧道漏水，保证了施工安全；
[0031]2.防水机构包括防水卷材，防水卷材由柔性材料制成，兼顾刚性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：包括支撑环拱装置(1)、防水机构(2)、顶撑装置(7)和上环拱装置(4)，上环拱装置(4)紧贴隧道开挖轮廓线上，防水机构(2)装配于支撑环拱装置(1)与上环拱装置(4)之间；顶撑装置(7)抵靠于支撑环拱装置(1)上。2.根据权利要求1所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述防水机构(2)包括防水卷材(2-1)，防水卷材(2-1)沿隧道长度方向铺设，该防水卷材(2-1)由柔性材料制成，该防水卷材(2-1)贴合于支撑环拱装置(1)上。3.根据权利要求1所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述上环拱装置(4)包括由多个上环拱单元(10)连接而成一个上环形内撑环拱；所述支撑环拱装置(1)由多个支撑环拱单元(15)连接而成一个下环形内撑环拱；相邻上环拱单元(10)连接处与相邻支撑环拱单元(15)连接处交错布设。4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述支撑环拱装置(1)最底端上环拱单元(10)形成有装配腔(1-1)，装配腔(1-1)内安装有防水张紧端(8)；与此相对应的，支撑环拱单元(15)端部布设有与防水张紧端(8)相适配的防水顶紧部(9)；防水卷材(2-1)穿过防水张紧端(8)与防水顶紧部(9)；防水顶紧部(9)通过顶撑装置(7)顶升，用于将防水卷材(2-1)紧贴于防水张紧端(8)与防水顶紧部(9)之间。5.根据权利要求4所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述防水张紧端(8)包括张紧弹簧(8-1)和张紧轮(8-2)；张紧弹簧(8-1)的一端固设于装配腔(1-1)顶部，张紧弹簧(8-1)的另一端连接张紧轮(8-2)；所述防水顶紧部(9)包括防水端墙(9-1)，防水端墙(9-1)固设于支撑环拱单元(15)底部，防水端墙(9-1)呈V形结构，防水端墙(9-1)上固设有顶紧柱(9-2)，顶紧柱(9-2)与张紧轮(8-2)相抵靠，用于将防水卷材(2-1)夹紧。6.根据权利要求4所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述顶撑装置(7)包括机械箱(3)、固设于机械箱(3)上的下支撑套筒(25)，下支撑套筒(25)底部套接有弹簧(23)，弹簧(23)顶部设置有弹簧隔板(24)，弹簧隔板(24)上设置有上支撑杆(26)，上支撑杆(26)套接于下支撑套筒(25)内，弹簧隔板(24)的两侧连接有绳子(22)，与此相对应的，机械箱(3)内设置有用于连接绳子(22)的动力机构；所述机械箱(3)的底部设置有至少两组轮子(19)，轮子(19)等距布设于机械箱(3)的底部。7.根据权利要求6所述的一种用于隧道涌水的施工支护体系，其特征在于：所述顶撑装置(7)还包括底箱(46),底箱(46)底部设置有轮轴(28)，轮轴(28)两侧设置有支撑轮(29),底箱(46)顶部固设有底板(37)；底板(37)上固设有T型杆(34)，T型杆(34)两侧设置有钢架(36)，钢架(36)靠近T型杆(34)的一端形成有钢架凹槽(35)，T型杆(34)套接于钢架凹槽(35)内，并通过定位调节机构连接；所述定位调节机构包括固设于两侧钢架(36)上的固定环(38)，两侧的固定环(38)上套接有螺纹杆(39)，固定环(38)与螺纹杆(39)的连接处设置有螺母...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏良帅，
申请(专利权)人：魏良帅，
类型：发明
国别省市：