采空区巷道加固装置的制作方法

本实用新型涉及隧道工程，具体是一种采空区巷道加固装置。

背景技术：

随着高速公路建设的飞速发展，公路隧道的建设量也逐年增加，越来越多的隧道建设于山岭地区。山岭地区地形复杂，不同的地质环境对隧道的施工影响程度不同。当隧道遇到采空区时，为了保证隧道施工的安全性及隧道结构的稳定性，通常需要对采空区的空腔进行填充。目前采空区多采用片石填充，但由于空腔回填量较大，处治不好容易塌落，也容易对隧道结构产生不良压力，特别是对拱顶部的空腔进行回填，施工难度更高。拱顶部的采空区由于位置特殊而不易填充密实，如果采用填充大量的片石来保证填充的密实度，会产生因填充量过大而对隧道衬砌产生较强压力的问题。为了解决隧道外的采空区填充难度高以及填充后容易塌落并对隧道衬砌产生不良影响的问题，设计一种采空区巷道加固装置是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型为了解决隧道外的采空区填充难度高以及填充后容易塌落并对隧道衬砌产生不良影响的问题，提供了一种采空区巷道加固装置。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种采空区巷道加固装置，设置于隧道初期支护层外的采空区内，包括拱顶加固装置，左侧加固装置和底部加固装置；

所述拱顶加固装置包括混凝土层和支撑层；混凝土层位于拱顶采空区的底面，且与隧道拱顶的初期支护层连接；支撑层支撑固定于混凝土层与拱顶采空区顶部之间；所述支撑层包括竖向设置的钢架和轻质填充物；所述钢架上连接有若干钢筋，所述钢筋形成剪刀撑且将钢架连接形成一个整体；轻质填充物填充于钢架间隙内；

所述左侧加固装置包括侧墙、第一加固层、泵送混凝土层和第一片石混凝土层；所述侧墙支撑固定于左侧采空区的左侧；所述第一加固层位于左侧采空区的底面，第一加固层的左侧与侧墙的右下侧连接，且右侧与隧道初期支护层接触；所述泵送混凝土层和第一片石混凝土层并排覆盖于第一加固层的表面，且其两者均与左侧采空区的顶部连接；泵送混凝土层位于侧墙与第一片石混凝土层之间；第一片石混凝土层的右侧与隧道的初期支护层接触；

所述底部加固装置包括第二加固层和第二片石混凝土层；所述第二加固层位于底部采空区的底面；所述第二片石混凝土层覆盖于第二加固层表面，且与隧道的初期支护层接触。

轻质填充物为聚乙烯或废旧海绵，聚乙烯和废旧海绵的质量较小，对隧道压力小；使用废旧海绵可以节约材料，实现废料的再利用。

所述第一加固层包括若干注浆小导管，所述注浆小导管水平埋设于左侧采空区的底面坍落体内，通过注浆小导管注入的水泥凝固粘接成层；所述第二加固层包括若干注浆小导管，所述注浆小导管竖直埋设于底部采空区的底面坍落体内，通过注浆小导管注入的水泥凝固粘接成层。

第一加固层具体形成过程：将若干注浆小导管水平横向打入左侧采空区的底面坍落体内，并向注浆小导管中注入水泥浆，水泥浆从注浆小导管侧壁上的孔流出。由于底部坍落体较为松散，水泥浆流动于间隙内，待水泥浆凝固后即可粘接成层，即形成第一加固层。由此，坍落体即被第一加固层加固。第二加固层与第一加固层的形成及加固原理相同。

本实用新型有效解决了隧道外的采空区填充难度高以及填充后容易塌落并对隧道衬砌产生不良影响的问题。本实用新型拱顶固定装置采用钢架竖向支撑，并辅以钢筋剪刀撑结构将钢架连为整体，对采空区进行有效加固；采用轻质填充物填充，减轻了对隧道结构的压力；采空区巷道加固装置根据采空区不同位置情况，采用不同的加固方法，可以对塌落体进行有效利用，节约材料，有利于隧道安全。本实用新型适用于隧道工程。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中：1-混凝土层，21-钢架，211-钢筋，22-轻质填充物，3-侧墙，4-第一加固层，5-泵送混凝土层，6-第一片石混凝土层，7-第二加固层，8-第二片石混凝土层。

具体实施方式

结合附图详细说明：

一种采空区巷道加固装置，设置于隧道初期支护层外的采空区内，包括拱顶加固装置，左侧加固装置和底部加固装置；

所述拱顶加固装置包括混凝土层1和支撑层；混凝土层1位于拱顶采空区的底面，且与隧道拱顶的初期支护层连接；支撑层支撑固定于混凝土层1与拱顶采空区顶部之间；所述支撑层包括竖向设置的钢架21和轻质填充物22；所述钢架21上连接有若干钢筋211，所述钢筋211形成剪刀撑且将钢架21连接形成一个整体；轻质填充物22填充于钢架21间隙内；

所述左侧加固装置包括侧墙3、第一加固层4、泵送混凝土层5和第一片石混凝土层6；所述侧墙3支撑固定于左侧采空区的左侧；所述第一加固层4位于左侧采空区的底面，第一加固层4的左侧与侧墙3的右下侧连接，且右侧与隧道初期支护层接触；所述泵送混凝土层5和第一片石混凝土层6并排覆盖于第一加固层4的表面，且其两者均与左侧采空区的顶部连接；泵送混凝土层5位于侧墙3与第一片石混凝土层6之间；第一片石混凝土层6的右侧与隧道的初期支护层接触；

所述底部加固装置包括第二加固层7和第二片石混凝土层8；所述第二加固层7位于底部采空区的底面；所述第二片石混凝土层8覆盖于第二加固层7表面，且与隧道的初期支护层接触。

具体地，轻质填充物22为聚乙烯或废旧海绵。

具体地，所述第一加固层4包括若干注浆小导管，所述注浆小导管水平埋设于左侧采空区的底面坍落体内，通过注浆小导管注入的水泥凝固粘接成层；所述第二加固层7包括若干注浆小导管，所述注浆小导管竖直埋设于底部采空区的底面坍落体内，通过注浆小导管注入的水泥凝固粘接成层。

具体实施过程中：

拱顶加固装置，左侧加固装置和底部加固装置的纵向长度根据实际情况设置。左侧加固装置可对应的设置于右侧的采空区内，此时需要将侧墙3支撑固定于右侧采空区的右侧，泵送混凝土层5仍处于侧墙3与第一片石混凝土层6之间。

拱顶加固装置：钢架21为I18钢架，钢筋211的直径为22mm，混凝土层1的厚度为1m，混凝土的强度等级为C25。

注浆小导管为隧道工程常用的注浆管，侧壁带孔，壁厚为4mm，直径为42mm；注浆小导管根据需注浆部位采用2m×2m间距。

第一片石混凝土层6、第二片石混凝土层8均采用强度等级为C15的片石混凝土形成；泵送混凝土层5的混凝土强度等级为C15。

若底部采空区与隧道底部之间的距离在3m内，可仅设置第二片石混凝土层8。