专利名称：砂层或土层隧道掌子面预加固结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铁路、公路等隧道工程开挖支护领域，具体为一种砂层或土层隧道掌子面预加固结构。
背景技术：
公知，随着我国目前高速铁路、公路的迅猛发展，隧道建设势必将穿越各种不良地层，如申请人承建的大(同)西(安)铁路客运专线8标段中多条隧道就不同程度地穿越毫无自稳能力的各种砂性地层。其中不论富水砂(土)层还是干燥砂(土)层均原状密实，受开挖扰动后即呈现松散结构，形成流砂及涌砂状态，短时间内即冲出形成堆积体，毫无阻挡时间。施工中除了开挖轮廓线外部的砂(土)层会发生漏砂，断面内即掌子面正面受开挖扰动同样会发生滑坍形成坡面，严重影响初期支护稳定。因此控制断面内发生砂(土)层滑坍与断面外发生漏砂同等重要。目前仅沿开挖轮廓线外围部打设纤维锚杆、加固注浆等，仅对开挖轮廓线外部的砂土层进行加固，不仅施工成本高，不能重复利用，而且无法避免开挖对掌子面正面的影响。
发明内容本实用新型为了解决砂层或土层隧道开挖支护过程中掌子面发生砂土层滑坍、甚至牵连破坏初期支护稳定的问题，提供一种砂层或土层隧道掌子面预加固结构。本实用新型是采用如下技术方案实现的砂层或土层隧道掌子面预加固结构，包括沿隧道全掌子面间隔分布、与隧道纵向中心线平行的循环加固锚杆，循环加固锚杆打设深度为隧道每循环开挖进尺。采用本实用新型的结构设计，利用风枪将循环加固锚杆按照既定参数打入掌子面，开挖前，在风枪头部加设套管等工具，将打入的所有锚杆提前由准备开挖的掌子面处推进至即将开挖完成后的掌子面处(即隧道每循环开挖进尺)，起到稳固掌子面、防止开挖后掌子面出现砂层或土层滑坍的现象，如此类推，形成开挖工作循环，直至完成隧道开挖，循环加固锚杆还可以继续用于另一隧道开挖。为了进一步优化该加固结构，完善其设计，本实用新型还进行了以下改进，所述循环加固锚杆为自进式锚杆，自进式锚杆为现有公知产品，在砂层或土层等复杂地质条件下取代普通砂浆锚杆，克服了普通砂浆锚杆诸如塌孔、无法插杆、注浆不饱满等难题，发挥了锚杆支护的作用，提高了围岩的承载能力，保证了围岩的整体稳定；所述循环加固锚杆在全掌子面上呈梅花型布置；所述相邻循环加固锚杆之间的间距为O. 6^1. 2m，其间距可根据不同地质条件的砂层或土层进行调节。与现有技术相比，本实用新型结构简单、设计巧妙、操作简便、预加固效果很好，着力解决了隧道掌子面正面的砂层或土层等不良地层的滑坍问题，针对性较强；由于循环加固锚杆可循环利用，较其它各种加固措施大大降低了施工成本，而且加快了施工进度，保证了安全、质量、工期、效益等各种因素、使砂层或土层隧道施工水平又提高了一步，具有极其广泛的推广价值。
图1为本实用新型的正视图；图2为本实用新型的侧视图；图中1_循环加固锚杆；2_循环开挖进尺；3_准备开挖掌子面；4_开挖完成掌子面；5_钢拱架；6_核心土。
具体实施方式
砂层或土层隧道掌子面预加固结构，如图1、2所示，包括沿隧道全掌子面间隔分布、与隧道纵向中心线平行的循环加固锚杆1，循环加固锚杆打设深度为隧道每循环开挖进尺2，即从准备开挖掌子面到开挖完成掌子面之间的长度，循环加固锚杆I为自进式锚杆，循环加固锚杆I在全掌子面上呈梅花型布置，相邻循环加固锚杆之间的间距为O. 6^1. 2m。具体施工操作时，如图1所示，首先根据砂层或土层的特点，制定出掌子面循环加固锚杆的具体施工参数，如长度、间距、类型、是否注浆等，然后利用风枪将其按照既定参数打入准备开挖掌子面，开挖前，在风枪头部加设套管等工具，将打入的所有循环加固锚杆提前由准备开挖掌子面推进至开挖完成掌子面处，如开挖进尺O. 6m,即将循环加固锚杆先行推入至O. 6m处，起到稳固前方掌子面的同时，避免了开挖过程中对其造成破坏，当该循环进尺开挖完成后，再将循环加固锚杆推进至下一开挖完成掌子面，如此类推，形成开挖工作循环，直至隧道开挖完成 ，达到了多循环重复利用的目的。
权利要求1.一种砂层或土层隧道掌子面预加固结构，其特征是包括沿隧道全掌子面间隔分布、与隧道纵向中心线平行的循环加固锚杆(1)，循环加固锚杆打设深度为隧道每循环开挖进尺⑵。
2.根据权利要求1所述的砂层或土层隧道掌子面预加固结构，其特征是所述循环加固锚杆(I)为自进式锚杆。
3.根据权利要求1或2所述的砂层或土层隧道掌子面预加固结构，其特征是相邻循环加固锚杆(I)之间的间距为O. 6-1. 2m。
专利摘要本实用新型涉及铁路、公路等隧道工程开挖支护领域，具体为一种砂层或土层隧道掌子面预加固结构，解决砂层或土层隧道开挖支护过程中掌子面发生砂土层滑坍、甚至牵连破坏初期支护稳定的问题，包括沿隧道全掌子面间隔分布、与隧道纵向中心线平行的循环加固锚杆，循环加固锚杆打设深度为隧道每循环开挖进尺，循环加固锚杆为自进式锚杆，在全掌子面上呈梅花型布置，相邻循环加固锚杆之间的间距为0.6~1.2m。结构简单、设计巧妙、操作简便、预加固效果很好，着力解决了隧道掌子面正面的砂层或土层等不良地层的滑坍问题，降低了施工成本，加快了施工进度，保证了安全、质量、工期、效益等各种因素，具有极其广泛的推广价值。
文档编号E21D11/00GK202882938SQ20122042382
公开日2013年4月17日 申请日期2012年8月24日 优先权日2012年8月24日
发明者李建军, 王法岭, 包烨明, 侯刚 申请人:中铁十二局集团有限公司, 中铁十二局集团第三工程有限公司