一种浅埋段逆向小管棚成洞方法技术

本发明专利技术公开的是隧洞施工技术领域的一种浅埋段逆向小管棚成洞方法，首先在隧洞开挖面架设工字钢拱架，从工字钢拱架的管棚固定孔处沿斜向上方向钻设管棚孔，然后沿管棚孔插入管棚钢管，管棚钢管端部外露部分与工字钢拱架拱顶部位焊接在一起，随后用水泥向管棚钢管内注浆，直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止，最后用悬臂掘进机进行作业面开挖，采用短掘短支的形式，每开挖0.4

【技术实现步骤摘要】
一种浅埋段逆向小管棚成洞方法


[0001]本专利技术涉及隧洞施工
，尤其涉及一种浅埋段逆向小管棚成洞方法。

技术介绍

[0002]目前，隧道浅层段施工大多数都使用机械掏槽，钻孔爆破，机械清渣、隧道支护等方法。但对于进口段边坡较陡，地形地貌为冲沟地貌为主，沟谷纵横，起伏较大等比较复杂的地形，围岩无自稳能力，采用常规方式开挖隧洞容易导致变形破坏严重，出现大面积冒顶、塌方现象。目前对于隧道正向由于不利地形，洞口不能成洞的情况，也有采用架桥、大开挖边坡及支护等形式进洞，但该类方式对项目成本不利，施工的安全性也无法得到保证。

技术实现思路

[0003]为克服现有隧道浅层段施工存在的上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种成本低、安全性高的浅埋段逆向小管棚成洞方法。
[0004]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0005]一种浅埋段逆向小管棚成洞方法，包括以下步骤：
[0006]a、根据开挖的隧洞尺寸，在工厂制作工字钢拱架及管棚钢管，在工字钢拱架的拱顶部位的腹板上间隔钻设多个管棚固定孔，在管棚钢管的管壁上间隔钻设注浆孔；
[0007]b、在隧洞开挖面架设工字钢拱架，工字钢拱架通过锚杆与周围岩体固定；
[0008]c、从工字钢拱架的管棚固定孔处沿斜向上方向钻设管棚孔；
[0009]d、沿管棚孔插入管棚钢管，管棚钢管端部外露部分与工字钢拱架拱顶部位焊接在一起；
[0010]e、用水泥向管棚钢管内注浆，直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止；
[0011]f、用悬臂掘进机进行作业面开挖，每开挖0.4
‑
0.5m重复步骤b至步骤f，并在相邻工字钢拱架之间通过锚网喷砼进行支护，以此循环施工，直到浅埋段施工完毕、贯通地表。
[0012]进一步的是，所述工字钢拱架包括高低两种规格，高规格采用20#工字钢，低规格采用16#工字钢，沿隧洞掘进方向每间隔1.6
‑
2m架设一组高规格工字钢拱架，其间均匀间隔设置三组低规格工字钢拱架，并且只在高规格工字钢拱架上设置管棚固定孔及管棚钢管。
[0013]进一步的是，所述工字钢拱架包括立柱部分和拱顶部分，两部分通过螺栓进行连接。
[0014]进一步的是，所述管棚固定孔每间隔300mm设置一个，管棚固定孔的孔径为Φ45
‑
50mm。
[0015]进一步的是，所述管棚钢管的管径为Φ40
‑
42mm，长度不小于4m，管壁上的注浆孔按梅花形布置，孔径不小于Φ10mm。
[0016]进一步的是，在步骤b中，先撬除作业面浮石，施作规格不小于Φ20*2m的锚杆，并用树脂锚固剂锚固到围岩内，端部与工字钢拱架焊接。
[0017]进一步的是，在步骤c中，所述管棚孔的轴线方向为斜向上15
°
。
[0018]进一步的是，在步骤d中，将管棚钢管口用2mm钢板做出6cm变径口，与管棚钢管口焊接，变径口设置堵浆塞与注浆管丝扣连接。
[0019]进一步的是，在步骤e中，所述水泥浆液水灰比为l：l，注浆压力为0.5
‑
1.0MPa。
[0020]进一步的是，在步骤f中，相邻两组工字钢拱架之间采用钢筋网片进行绑扎，然后再进行锚网喷砼支护，整体厚度不小于100mm。
[0021]本专利技术的有益效果是：通过采用边掘进边架设工字钢拱架及小管棚支护的形式成洞，有效的减小了开挖对地表变形的影响，保证进口洞段浅埋段的稳定性，加快了施工进度，解决了浅埋段正向进口段无法成洞的施工技术难题，确保隧道施工安全性，同时节省投资，提高了经济效益。
附图说明
[0022]图1是本专利技术巷道断面支护结构示意图。
[0023]图2是本专利技术巷道轴向支护结构示意图。
[0024]图3是本专利技术管棚钢管结构示意图。
[0025]图中标记为，1
‑
工字钢拱架，2
‑
管棚钢管，3
‑
锚杆，1a
‑
高规格工字钢拱架，1b
‑
低规格工字钢拱架，11
‑
管棚固定孔，21
‑
注浆孔。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[0027]本专利技术所提供的一种浅埋段逆向小管棚成洞方法，包括以下步骤：
[0028]a、根据开挖的隧洞尺寸，在工厂制作工字钢拱架1及管棚钢管2，在工字钢拱架1的拱顶部位的腹板上间隔钻设多个管棚固定孔11，在管棚钢管2的管壁上间隔钻设注浆孔21；
[0029]b、在隧洞开挖面架设工字钢拱架1，工字钢拱架1通过锚杆3与周围岩体固定；
[0030]c、从工字钢拱架1的管棚固定孔11处沿斜向上方向钻设管棚孔；
[0031]d、沿管棚孔插入管棚钢管2，管棚钢管2端部外露部分与工字钢拱架1拱顶部位焊接在一起；
[0032]e、用水泥向管棚钢管2内注浆，直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止；
[0033]f、用悬臂掘进机进行作业面开挖，每开挖0.4
‑
0.5m重复步骤b至步骤f，并在相邻工字钢拱架1之间通过锚网喷砼进行支护，以此循环施工，直到浅埋段施工完毕、贯通地表。
[0034]具体支护结构如图1、图2所示，采用边掘进边架设工字钢拱架1及小管棚支护的形式进行隧洞开挖，可利用小管棚对上方土体进行稳固和支撑，从而有效的减小了开挖对地表变形的影响，保证进口洞段浅埋段的稳定性，加快了施工进度，解决了浅埋段正向进口段无法成洞的施工技术难题，确保隧道施工安全性，同时节省投资，提高了经济效益。
[0035]综合考虑支护的稳定性及成本控制，本申请采用的工字钢拱架1包括高低两种规格，高规格采用20#工字钢，低规格采用16#工字钢，沿隧洞掘进方向每间隔1.6
‑
2m架设一组高规格工字钢拱架1a，其间均匀间隔设置三组低规格工字钢拱架1b，并且只在高规格工字钢拱架1a上设置管棚固定孔11及管棚钢管2。采用高低规格的工字钢拱架间隔支护，既可保证支护的结构强度，又能节约一定成本。
[0036]为了方便在隧洞中架设工字钢拱架1，在工厂生产时，将所述工字钢拱架1设置成
立柱部分和拱顶部分拼接的结构形式，两部分通过螺栓进行连接。可方便搬运至隧洞后再进行组装架设，提高了安装的便利性。
[0037]对于一般的隧洞，比如尾矿管线隧洞条，隧洞一般净跨2.5m左右，高3m左右，考虑浅埋段的地质情况，为了实现对上方土体的稳定支撑，所述管棚固定孔11每间隔300mm左右设置一个，管棚固定孔11的孔径为Φ45
‑
50mm。对应的管棚钢管2的管径为Φ40
‑
42mm，长度不小于4m，管壁上的注浆孔21按梅花形布置，孔径不小于Φ10mm，如图3所示。
[0038]在确定所用支护结构件的规格后，在具体施工过程中，还具有以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅埋段逆向小管棚成洞方法，其特征是，包括以下步骤：a、根据开挖的隧洞尺寸，在工厂制作工字钢拱架(1)及管棚钢管(2)，在工字钢拱架(1)的拱顶部位的腹板上间隔钻设多个管棚固定孔(11)，在管棚钢管(2)的管壁上间隔钻设注浆孔(21)；b、在隧洞开挖面架设工字钢拱架(1)，工字钢拱架(1)通过锚杆(3)与周围岩体固定；c、从工字钢拱架(1)的管棚固定孔(11)处沿斜向上方向钻设管棚孔；d、沿管棚孔插入管棚钢管(2)，管棚钢管(2)端部外露部分与工字钢拱架(1)拱顶部位焊接在一起；e、用水泥向管棚钢管(2)内注浆，直至达到设计注浆压力或设计注浆量时终止；f、用悬臂掘进机进行作业面开挖，每开挖0.4
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0.5m重复步骤b至步骤f，并在相邻工字钢拱架(1)之间通过锚网喷砼进行支护，以此循环施工，直到浅埋段施工完毕、贯通地表。2.如权利要求1所述的一种浅埋段逆向小管棚成洞方法，其特征是：所述工字钢拱架(1)包括高低两种规格，高规格采用20#工字钢，低规格采用16#工字钢，沿隧洞掘进方向每间隔1.6
‑
2m架设一组高规格工字钢拱架(1a)，其间均匀间隔设置三组低规格工字钢拱架(1b)，并且只在高规格工字钢拱架(1a)上设置管棚固定孔(11)及管棚钢管(2)。3.如权利要求2所述的一种浅埋段逆向小管棚成洞方法，其特征是：所述工字钢拱架(1)包括立柱部分和拱顶部分，两部分通过螺栓进...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑绍元，宋建川，程严毅，李绍贵，
申请(专利权)人：攀钢集团工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：