用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置及方法，所述支护装置包括:装配式拱架，和装配式锁脚锚杆，装配式拱架，和装配式锁脚锚杆交错连接组成所述支护装置；所述敞开式TBM穿越瓦斯隧洞的施工方法：首先，将所述支护装置布置在瓦斯隧洞的岩壁上；然后，对所述支护装置进行加固处理；再然后，使用化学灌浆对TBM刀盘和护盾进行固结；然后，对TBM刀盘前方及周围松散体进行固结；然后对TBM刀盘和护盾顶部塌腔体进行回填；再然后，沿TBM护盾尾部拱顶布置超前管棚；最后，对瓦斯隧洞洞身二次衬砌隔离层。本发明专利技术可确保敞开式TBM能安全、高效的穿越瓦斯隧洞，提高了施工效率。提高了施工效率。提高了施工效率。

【技术实现步骤摘要】
用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置及方法


[0001]本专利技术属于水利工程地下隧洞TBM施工
，具体涉及一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置及施工方法。

技术介绍

[0002]我国在煤矿、铁路及公路隧洞瓦斯处理施工技术已日益成熟，并形成了瓦斯隧洞施工规范规程。但在水利工程，在设计时考虑隧洞线路尽量避开煤层，因此在敞开式TBM设备（全断面硬岩隧道掘进机）设计制造时均按照非防爆设备考虑，相关配套设备设施等均为非防爆设备，且无相关的施工规范。在水利工程隧洞设计时一次支护型式多采用锚杆+网片+钢筋排+钢支撑+喷射混凝土联合支护的型式，施工现场需要进行大量动火焊接作业，但在TBM施工隧洞遭遇高瓦斯煤系地层及连续软弱破碎不良地质段时，由于受TBM设备本身特性的影响，常规的支护方式不满足施工安全管理要求。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是在TBM施工隧洞遭遇高瓦斯煤系地层及连续软弱破碎不良地质段时，由于受TBM设备本身无防爆设计，同时常规的支护方式需要进行大量动火焊接作业无法保障TBM在瓦斯隧洞的安全运行。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置及施工方法，本专利技术的一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置包括：装配式拱架，装配式锁脚锚杆；所述装配式拱架包括：钢支撑、钢筋环、短钢筋、钢筋排、钢丝，联系型钢，所述联系型钢两端分别与两个钢支撑一端的翼板通过螺栓固定连接，所述钢支撑另一端翼板与短钢筋固定连接，所述钢筋环分别与钢筋排和短钢筋固定连接，所述钢筋排与相邻钢支撑的翼板通过钢丝固定连接，所述钢筋排端头之间通过钢丝固定连接；所述装配式锁脚锚杆包括：钢支撑、锚杆、锚杆垫板、L形垫板，所述钢支撑左右两侧设置有锚杆，所述锚杆一端插入岩壁，另一端依次穿过锚杆垫板和L形垫板，再与螺母配合连接，所述锚杆垫板上表面与钢支撑一端固定连接，所述锚杆垫板下表面与L形垫板两端固定连接。
[0005]进一步地，所述锚杆为中空结构，所述锚杆一端设置有车丝端，所述车丝端为直螺纹结构，车丝端直径小于锚杆。
[0006]进一步地，所述锚杆垫板上设有两个腰子孔。
[0007]进一步地，所述钢支撑为圆弧形结构。
[0008]本专利技术的一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置的施工方法，包括如下步骤：首先，将装配式拱架间隔1m环向布置在岩壁上，将装配式锁脚锚杆布设在装配式拱架的钢支撑左右两侧，装配式拱架的联系型钢和装配式锁脚锚杆沿着钢支撑交错布置，再通过装配式锁脚锚杆的锚杆对装配式拱架与岩壁连接处进行注浆加固；然后，使用化学灌浆组合聚醚多元醇对TBM护盾及刀盘进行固结包裹；然后，使用砂浆对TBM刀盘前方及周边松散体进行固结；再然后，对TBM护盾及刀盘顶部塌腔体进行回填；然后，在顶拱120
°
范围内
施做若干超前管棚，所述超前管棚沿TBM护盾尾部拱顶外廓线120
°
范围内均匀布置，所述超前管棚之间间距50cm；然后，对高瓦斯煤系地层洞段采用气密性混凝土进行二次衬砌；最后，对高瓦斯煤系地层洞段的衬砌混凝土和喷护混凝土之间加设闭孔塑料板。
[0009]本专利技术的有益效果：本专利技术的一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置由装配式拱架，钢筋排联合体，装配式锁脚锚杆互相通过螺栓连接组成，无需动火焊接，完全符合在瓦斯隧洞施工的安全要求，同时其结构简单，安装方便，能有效提高施工效率；另外，所述支护装置安装完成后本还对TBM设备结构薄弱部分进行独有加固处理，对瓦斯隧洞洞身进行独有瓦斯隔离处理，进一步提高了敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的安全性。
附图说明
[0010]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是本专利技术的一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置的装配式拱架的结构示意图。
[0012]图2是本专利技术的一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置的钢筋排的结构示意图。
[0013]图3是本专利技术的一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置的装配式锁脚锚杆的（主视）结构示意图。
[0014]图4是本专利技术的一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置的装配式锁脚锚杆的（侧视）结构示意图。
[0015]图5是本专利技术的一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置的使用状态示意图。
[0016]图中：1
‑
钢支撑，2
‑
锚杆，3
‑
锚杆垫板，4
‑
螺母，5
‑
L形垫板，6
‑
车丝端，7
‑
岩壁，8
‑
钢筋环，9
‑
短钢筋，10
‑
钢筋排，11
‑
钢丝，12
‑
螺栓，13
‑
联系型钢。
具体实施方式
[0017] 在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，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，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0018]如图1
‑ꢀ
所示，一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置，包括：装配式拱架，装配式锁脚锚杆；所述装配式拱架包括：钢支撑1（HW150型钢）、钢筋环8、短钢筋9、钢筋排10（根据围岩情况采用）、钢丝11，联系型钢13，所述联系型钢13（HW125型钢）两端分别与两个钢支撑1一端的翼板通过螺栓12固定连接，所述钢支撑1另一端翼板与短钢筋9固定连接，所述钢筋环8分别与钢筋排10和短钢筋9固定连接，所述钢筋排10与相邻钢支撑1的翼板通过钢丝11固定连接，所述钢筋排10端头之间通过钢丝11固定连接；所述装配式锁脚锚杆包括：钢支撑1、锚杆2、锚杆垫板3、L形垫板5，所述钢支撑1左右两侧设置有锚杆2，所述锚杆2一端插入岩壁7，另一端依次穿过锚杆垫板3和L形垫板5，再与
螺母4配合连接，所述锚杆垫板3上表面与钢支撑1一端固定连接，所述锚杆垫板3下表面与L形垫板5两端固定连接。
[0019]优选的，所述锚杆2为中空结构，所述锚杆2一端设置有车丝端6，所述车丝端6为直螺纹结构，车丝端6直径小于锚杆2。
[0020]优选的，所述锚杆垫板3上设有两个腰子孔。
[0021]本专利技术的一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置的施工方法，包括如下步骤：（1）、将装配式拱架间隔1m环向布置在岩壁7上，将装配式锁脚锚杆布设在装配式拱架的钢支撑1左右两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置，其特征在于，包括：装配式拱架，装配式锁脚锚杆；所述装配式拱架包括：钢支撑（1）、钢筋环（8）、短钢筋（9）、钢筋排（10）、钢丝（11），联系型钢（13），所述联系型钢（13）两端分别与两个钢支撑（1）一端的翼板通过螺栓（12）固定连接，所述钢支撑（1）另一端翼板与短钢筋（9）固定连接，所述钢筋环（8）分别与钢筋排（10）和短钢筋（9）固定连接，所述钢筋排（10）与相邻钢支撑（1）的翼板通过钢丝（11）固定连接，所述钢筋排（10）端头之间通过钢丝（11）固定连接；所述装配式锁脚锚杆包括：钢支撑（1）、锚杆（2）、锚杆垫板（3）、L形垫板（5），所述钢支撑（1）左右两侧设置有锚杆（2），所述锚杆（2）一端插入岩壁（7），另一端依次穿过锚杆垫板（3）和L形垫板（5），再与螺母（4）配合连接，所述锚杆垫板（3）上表面与钢支撑（1）一端固定连接，所述锚杆垫板（3）下表面与L形垫板（5）两端固定连接。2.根据权利要求1所述的用于敞开式TBM穿越瓦斯隧洞施工的支护装置，其特征在于，所述锚杆（2）一端设置有车丝端（6），所述车丝端（6）为直螺纹结构，车丝端（6）直径小于锚杆（2）。3.根据权利要求1所述的用于敞...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永涛，高发勇，李久源，程彦强，王斌，宋建军，张卫立，张金祥，曹新平，黄胜，祁正荣，姚文昌，姜仲德，王松，张燕杰，
申请(专利权)人：中国水利水电第十四工程局有限公司，
类型：发明
国别省市：