一种高速公路长大隧道竖井围护破碎围岩井壁的加固结构

1.本发明涉及竖井施工技术领域，尤其涉及一种高速公路长大隧道竖井围护破碎围岩井壁的加固结构。


背景技术：

2.随着我国公路建设事业的发展，在公路隧道的建设过程中，长大隧道及特长隧道的设计和施工方案已日渐成熟，越来越多的公路隧道采用竖井作为隧道的通风方案，但对于竖井过深的情况时，通常包含了大量破碎围岩带，对于含有大量破碎围岩带的竖井需要对其井壁进行加固，否则容易塌方。


技术实现要素：

3.本技术为了解决上述技术问题提供一种高速公路长大隧道竖井围护破碎围岩井壁的加固结构。
4.本技术通过下述技术方案实现：一种高速公路长大隧道竖井围护破碎围岩井壁的加固结构，包括溜渣孔和钢护筒，钢护筒的四周与溜渣孔之间布置有若干钢筋，所述钢筋的一端插入钢护筒的筒壁预打孔中，钢筋的另一端插入溜渣孔的岩壁预打孔中；钢护筒与溜渣孔之间填充有水泥混合砂浆。
5.优选地，钢护筒的上部、中部和下部的外围分别设有一层钢筋；每层有至少三根钢筋，同一层的钢筋围绕钢护筒沿圆周方向布置。
6.进一步的，中层和下层钢筋上方均覆盖有土工布。
7.特别的，钢护筒外圆面覆盖有防水层。
8.特别的，所述钢护筒上沿轴线方向等间隔设置有多条圆形或圆弧形标记线，圆形或圆弧形标记线与钢护筒同轴；钢护筒上沿圆周方向等间隔设置有多条纵向标记线。
9.进一步的，所述钢护筒沿轴向布置有多圈螺栓孔，位于同一圈的螺栓孔沿圆周方向布置。
10.与现有技术相比，本技术具有以下有益效果：本技术的钢筋从四周且从上中下对钢护筒进行支撑，可防止钢护筒倾斜，利于确保钢护筒保持竖直；再以填充水泥混合砂浆进行加固，可避免井内塌方。
附图说明
11.此处所说明的附图用来提供对本技术实施方式的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施方式的限定。
12.图1是为加固结构的纵向剖视图；图2是图1中a-a处的剖视图；图3是筒壁预打孔与岩壁预打孔的布置示意图；
图4是钢护筒的横截面示意图；图5是下放钢护筒时的示意图；图6为切割后的钢护筒的正视图图7为切割后的钢护筒的后视图；图8为切割后的钢护筒的俯视图；图9为切割片的大样图；图中：1-电动卷扬机、2-岩壁支护杆件、3-钢丝绳、4-已支护岩壁、5-溜渣孔、6-钢护筒、7-防水层、8-筒壁预打孔、11-钢筋、14-土工布、15-岩壁预打孔18-水泥混合砂浆、17-大容量直流焊机、空压泵、镀铜实心碳棒、22-碳弧气刨枪、23-第一切割面、24-第二切割面、25-第三切割面、26-第四切割面、27-螺栓结构、31-钢丝。
具体实施方式
13.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
14.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
15.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
16.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
17.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、
ꢀ“
内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
18.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。
19.实施例一如图1-图3所示，本实施例公开的高速公路长大隧道竖井围护破碎围岩井壁的加固结构，包括竖井、溜渣孔5和钢护筒6。竖井井口设已支护岩壁4，已支护岩壁4下方为事先
挖好的遛渣孔5。
20.钢护筒6的四周与溜渣孔5之间布置有若干钢筋11，钢筋11的一端插入钢护筒6的筒壁预打孔8中，钢筋11的另一端插入溜渣孔5的岩壁预打孔15中。
21.钢护筒6与溜渣孔5之间填充有水泥混合砂浆18。
22.本实施例中在钢护筒6的上部、中部和下部的外围分别设有一层钢筋11，每层的钢筋11数量根据溜渣孔5、钢护筒6直径以及现场实际情况而定。较佳的，每层的钢筋11数量不少于三根。
23.与三层钢筋11相对应的，在钢护筒6筒壁的上部、中部、下部分别设有一圈筒壁预打孔8；同理，溜渣孔5的孔壁上下设有三圈岩壁预打孔15。筒壁预打孔8最好为盲孔。
24.特别的，钢筋11倾斜设置，钢筋11高的一端与钢护筒6插接。钢筋11可选螺纹钢。
25.为便于钢护筒6与凝固的水泥混合砂浆18分离，如图4所示，在钢护筒6外圆面覆盖一层5mm厚的氯丁橡胶防水层5。
26.本实施例的施工方法：s1，勘测竖井深度，确定溜渣孔5与钢护筒6的直径与长度；钢护筒6表面四周打若干筒壁预打孔8，在遛渣孔6的岩壁上设置与筒壁预打孔8匹配的岩壁预打孔15；s2，在钢护筒6的筒壁预打孔8中插入钢筋11；s3，如图5所示，使用电动卷扬机1将钢护筒6下放至溜渣孔5内，直至钢筋11分别与岩壁预打孔15对齐插入。钢筋11从四周、上中下对钢护筒6进行支撑，可防止钢护筒6倾斜，利于确保钢护筒6保持竖直。
27.s4，在中层和下层钢筋11上方分别覆盖一层10mm厚的土工布14，土工布14可起到粘接作用同时又能防止水泥混合砂浆18流失；s5，从最下层钢筋11开始，通过喷浆机逐层向钢护筒6、遛渣孔5之间的间隙喷注水泥混合砂浆18进行填充固定。
28.其中，s3中，钢护筒6与电动卷扬机1通过钢丝绳3连接，钢丝绳3直径为30mm。
29.在钢护筒6表面覆盖防水层使其切割后快速脱落，并且插上钢筋防止其倾斜，使得施工成本大量减少，在保障工人们施工安全性的同时，还提高了现场的施工效率。
30.实施例二本实施例中，溜渣孔5直径为160cm；钢护筒6长10m，直径为120cm，厚度10mm。
31.钢筋11直径20mm，长度50cm；筒壁预打孔8直径为30mm。
32.特别的，钢筋11与钢护筒6轴线的夹角为70度。
33.水泥混合砂浆18选择m7.5水泥混合砂浆，水泥混合砂浆18中的水泥与中砂的配合比为1：4.82。其中还加入了一定量的石灰膏和液态速凝剂，以改善砂浆的和易性，加快凝结速度而且对钢筋没有锈蚀，有利于工效的提高。
34.本实施例在钢护筒6上部、中部、下部的每圈有4个筒壁预打孔8，上中下三圈共12个筒壁预打孔8。每圈的4个筒壁预打孔8周向等间距布置，上下相邻两圈筒壁预打孔8的竖向间距为5m。
35.相对应的，每层有4根钢筋11，上中下三层共有12根钢筋11，相邻两层钢筋11的竖向距离为5m； 每圈有4个岩壁预打孔15，上中下三圈共12个岩壁预打孔15。
36.实施例三本实施例公开一种采用了上述加固结构的高速公路长大隧道竖井围护破碎围岩井壁防坍塌方法，步骤如下：如图5-图8所示，将大容量直流焊机19与空压泵20置于竖井上方，大容量直流焊机19和空压泵20与碳弧气刨枪22相连。
37.采用实施例一或实施例二中的加固结构对破碎围岩井壁进行围护加固以后，需要将钢护筒6提出竖井，由于钢护筒6受钢筋11的约束力难以将钢护筒6一次性整体提出，所以本实施例采用先将钢护筒6切成小块，然后分块提出。具体步骤如下：步骤1，使用碳弧气刨枪22对钢护筒6的上端进行水平切割，使钢护筒6上端高度1m的部分被切割下来形成单独的环形片，然后对该环形片纵向切割4次，使环形片沿圆周方向依次分割成大小相对一致的第一切割片23、第二切割片24、第三切割片25和第四切割片26。
38.步骤2，利用电动卷扬机1连接钢丝31先后将第一切割片23，第二切割片24，第三切割片25，第四切割片26上提、取出。
39.步骤3，重复步骤1、步骤2，直至钢护筒6全部取出。
40.为便于钢丝31与切割片连接，如图9所示，在每个切割片上安装有两个螺栓结构27，两个螺栓结构27横向间距为0.5m，将钢丝31的两端分别与两个螺栓结构27连接。
41.螺栓结构27至切割片顶部的距离为250cm；钢丝31直径为8mm，共4根。
42.螺栓结构27包括m10螺栓和m10螺母。m10螺栓与切割片固接，螺母与螺栓螺纹配合。
43.本实施例中m10螺栓与切割片螺纹连接，因此需要在钢护筒6的对应位置预留螺纹孔。
44.在另一个实施例中，m10螺栓与钢护筒6焊接。
45.为便于切割，可于井外，在钢护筒6上标记切割标记线，钢护筒6外壁沿轴线方向每间隔1m画一道圆形或圆弧形标记线，辅助水平切割用；钢护筒6外壁沿圆周方向等间隔设置4条纵向标记线，辅助纵向切割用。
46.若在钢护筒6外圆面覆盖有防水层，则切割标记线位于防水层外表面。
47.碳弧气刨枪22类型为圆周式送风式气刨枪，压缩空气容易获得且成本低，可进行全位置操作，手工碳弧气刨的灵活性和可操作性较好，因而在狭窄工位或可达性差的部位，碳弧气刨仍可使用。
48.其中，碳弧气刨枪22中使用直径为8mm的镀铜实心碳棒。以上的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。