具有背贴式散体填充袋的隧道拱架及其安装方法与流程

文档序号:15578831发布日期:2018-09-29 06:17

本发明属于隧道工程矿山法施工领域,涉及具有背贴式散体填充袋的隧道拱架及其安装方法。



背景技术:

拱架是矿山法开挖隧道中最重要的支护构件之一,对隧道的稳定性和施工人员的人身安全起着重要作用。但是,不管采用哪种开挖方法,不管开挖如何精心,开挖面都是凹凸不平的,拱架很难与围岩紧密地、全面地直接接触,即使有接触也是局部的;再加上架设不到位,可以说拱架与围岩是不密贴的,存在局部或全部悬空的状态。在这种情况下,拱架多数受局部集中荷载或偏压荷载的作用,因此,型钢钢架是易于变形(易于弯曲或屈服)的支护构件。为此,拱架架设后要用垫块、楔块等楔紧,以调整力的分布,使之充分发挥支护作用。试验结果表明,拱架与围岩接触点越多,接触越紧密,拱架的承载力越高。《铁路隧道工程施工技术指南》中规定:“沿钢架外缘每隔2米用钢楔或混凝土预制块楔紧”,但由于围岩表面凹凸不平,无规律可循,每榀拱架所需的楔块尺寸都不同,制造成本很高;拱架架设完成后,在拱架与围岩的间隙间打入楔块,劳动强度大,而且击打的振动力可能会振落围岩中的小石块,威胁施工人员的安全,因此在实际工程中拱架上没有设置楔块,拱架与围岩基本不接触。。



技术实现要素:

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种能与围岩完全紧密贴合的隧道拱架,它具有承载力高、成本低廉、施工速度快、操作简单、安全等优点。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

具有背贴式散体填充袋的隧道拱架,包括n个拱段,其中n为不小于1的正整数,所述的n个拱段中,每个拱段与围岩接触的一面设置m个填充袋,m为不小于1的正整数,所述的填充袋采用透水、透气材料制成,保证液体或气体凝固剂能渗透进入袋体,填充袋内的填充物为干燥状态下易变形、遇液体或气体凝固剂可快速凝固、凝固时微膨胀的固体材料。

优选的,所述的拱架上设置若干圆孔,填充袋通过绳子绑扎固定在拱架上,绳子穿过拱架上的圆孔。

更优选的,所述的填充袋采用土工布制作,宽度拱架宽度相等,体积等于拱架与围岩之间间隙的体积。

更优选的,所述的填充物为喷射混凝土干拌料,凝固剂为水。拱架一般与喷射混凝土联合使用,填充物采用喷射混凝土干拌料,可使拱架与周围喷射混凝土更好的贴合。

具有背贴式散体填充袋的隧道拱架的安装方法,其特征在于,该方法具体包括以下步骤:

步骤1:隧道开挖后,用三维激光扫描得出拱架与围岩之间间隙的体积;

步骤2:间隙体积除以填充物的凝固膨胀系数得出填充物体积;

步骤3:将填充物装入填充袋内,并用扎口绳绑紧袋口;

步骤4:将填充袋用绳子绑扎固定在拱架上,绳子穿过拱架上的圆孔;

步骤5:架设拱架;

步骤6:向填充袋表面喷凝固剂,使得填充物凝固。

与现有技术相比,本发明具有以下特点:

1.不论开挖面多么凹凸不平,拱架都能与围岩紧密地、全面地直接接触,不存在局部或全部悬空的状态,拱架受力均匀,能充分发挥拱架的承载力;

2.填充袋、填充物和凝固剂采用隧道施工常用的材料制作,成本低廉;

3.填充袋填充完毕后,简单绑扎于拱架上,拱架架设完毕后,向袋体喷水即可完成,工序简单、施工速度快、操作简单;

4.避免了常规方法击打楔形块可能引起的小石块掉落,安全性高。

附图说明

图1为实施例中具有背负填充袋的隧道拱架整体示意图;

图2为实施例中某段拱架填充袋与拱架连接示意图;

图中, 1—拱段、11—穿绳圆孔、2—围岩、3—填充袋、31—扎口绳、32—绑袋绳、4—填充物。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

具有背贴式散体填充袋的隧道拱架1架,其结构如图1和图2所示,包括两个拱段1,每个拱段上设置2个圆孔11,每个拱段1与围岩2接触的一面设置1个填充袋3。填充袋3采用土工布制成,宽度与拱段1宽度相等,体积等于拱段1与围岩2之间间隙的体积,填充袋3通过穿过圆孔11的绑袋绳32被绑扎固定在拱架上。填充袋3内装入喷射混凝土干拌料作为填充物4,并用扎口绳31绑紧袋口。所用凝固剂为水。

具有背贴式散体填充袋的隧道拱架的安装方法,该方法具体包括以下步骤:

步骤1:隧道开挖后,用三维激光扫描仪扫描得出拱段1与围岩2之间间隙的体积;

步骤2:间隙体积除以填充物4的凝固膨胀系数得出填充物4体积;

步骤3:将填充物4装入填充袋3内,并用扎口绳31绑紧袋口;

步骤4:将填充袋3用绑袋绳32绑扎固定在拱段1上,绑袋绳32穿过拱段1上的圆孔;

步骤5:架设拱段1;

步骤6:向填充袋3表面喷凝固剂,使得填充物凝固。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

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