具有弹性注浆袋的隧道拱架及其安装方法与流程

文档序号:15578832发布日期:2018-09-29 06:17

本发明属于隧道工程钻爆法施工领域,涉及具有弹性注浆袋的隧道拱架及其安装方法。



背景技术:

拱架是采用钻爆法开挖隧道过程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,此时的拱架是极易变形(易于弯曲或屈服)。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:“沿拱架外缘每隔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与围岩完全没有紧密贴合。。



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,它具有受力均匀、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:

具有弹性注浆袋的隧道拱架,其特征在于,包括拱架包括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个柔性弹性注浆袋,其中m为不小于1的正整数,所述的注浆袋设置有注浆管和排气管,所述的注浆管连接注浆系统。

优选的,所述的注浆袋的材料为弹性土工膜。

优选的,所述的注浆袋的宽度不大于拱段宽度的1.5倍,膨胀后最大体积不小于拱段与围岩之间间隙的体积。

优选的,所述的注浆袋被胶粘结在拱段与围岩接触的一面上。

优选的,所述的注浆袋一侧设置有注浆管,另一侧设置有排气管,所述的注浆管和排气管配有堵管塞。

具有弹性注浆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与围岩之间间隙的体积;

步骤2:选取注浆袋的宽度不大于拱段宽度的1.5倍,而且膨胀后最大体积不小于拱段与围岩之间间隙的体积的注浆袋,将其用胶粘结在拱段与围岩的接触的一面上;

步骤3:架设拱段;

步骤4:连接注浆管与注浆系统;

步骤5:打开阀门,启动注浆泵,将浆液注入注浆袋,并记录流量表和压力表的读数;

步骤6:当流量表读数等于拱段与围岩之间间隙的体积或压力表读数达到拱架最大承载力时,停止注浆,断开注浆管与注浆系统,用堵管塞封堵注浆管和排气管。

与现有技术相比,本发明具有以下特点:

1.注浆袋材质为柔性弹性材料,袋内注入充足的浆液后,不论开挖面多么凹凸不平,注浆袋都可以完全填充拱架与围岩间的间隙,使拱架受力均匀,能充分发挥拱架的承载力;

2.注浆袋采用常用的土工材料制作,成本低廉;

3.注浆袋采用粘贴式安装,简单快捷;

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1中具有弹性注浆袋的隧道拱架整体示意图;

图2为实施例1中某段拱架弹性注浆袋注浆充填示意图;

图中标记说明:

1—拱段、2—围岩、3—注浆袋、31—浆液、32—胶、33—注浆管、34—排气管、35—堵管塞、6—注浆系统、61—流量表、62—压力表、63—阀门、64—注浆泵。

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

具有弹性注浆袋的隧道拱架1架,其结构如图1和图2所示,包括两个拱段1,每个拱段1与围岩2接触的一面设置1个注浆袋3。注浆袋3采用弹性土工膜制成,宽度为拱段1宽度1.5倍,膨胀后最大体积等于拱段1与围岩2之间间隙的体积,注浆袋3一侧设置有注浆管33,另一侧设置有排气管34,注浆袋3用胶32固定在拱架上。拱架架设后,注浆管33与注浆系统6连接,注浆完成后,用堵管塞35封堵注浆管33和排气管34。

具有弹性注浆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:选取宽度等于拱段宽度的1.5倍,而且膨胀后最大体积等于拱段1与围岩2之间间隙的体积的注浆袋3,将其用胶32粘结在拱段1与围岩2的接触的一面上;

步骤3:架设拱段1;

步骤4:连接注浆管33与注浆系统6;

步骤5:打开阀门63,启动注浆泵64,将浆液31注入注浆袋3,并记录流量表61和压力表62的读数;

步骤6:当流量表61读数等于拱段1与围岩2之间间隙的体积或压力表62读数达到拱架最大承载力时,停止注浆,断开注浆管33与注浆系统6,用堵管塞35封堵注浆管33和排气管34。

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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