隧道高强度管棚超前支护结构的制作方法_2

文档序号:10190567阅读:来源:国知局
所述管体的外径为Φ70mm?Φ 120mm。
[0035]实际施工时,可根据具体需要,对所述管体的外径进行相应调整。
[0036]本实施例中,多个所述管节3-1均为地质钢管。
[0037]如图4所示,每个所述管节3-1的前部节段为设置有内螺纹的前连接段3-11,每个所述管节3-1的后部节段均为设置有外螺纹的后连接段3-12;每个所述管节3-1的后连接段3-12均与其后侧相邻管节3-1的前连接段3-11进行紧固连接;所述前连接段3-11与后连接段3-12的长度相同。
[0038]实际加工时,所述前连接段3-11和后连接段3-12的长度均为7cm?lOcrn。
[0039]本实施例中,所述前连接段3-11和后连接段3-12的长度均为8cm。实际使用时,可根据具体需要,对前连接段3-11和后连接段3-12的长度进行相应调整。
[0040]本实施例中,多个所述管节3-1中位于最前侧的管节3-1为前端管节,所述前端管节与钻头3-2之间以螺纹方式进行连接,所述钻头3-2后部设置有用于与所述前端管节的前连接段3-11进行紧固连接的螺纹连接杆。
[0041 ] 本实施例中,所述管体的长度为15m?30m。
[0042]并且,所述管节3-1的长度为3m?6m。
[0043]实际施工时,可根据具体需要,对所述管体的长度与各管节3-1的长度进行相应调整。
[0044]实际施工过程中,多个所述孔口管呈均匀布设且相邻两个所述孔口管之间的环向间距均为35cm?45cm。
[0045]本实施例中,相邻两个所述孔口管之间的环向间距均为40cm。
[0046]本实施例中,所述钻头3-2为直径由后向前逐渐缩小的圆锥形钻头,所述钻头3-2的后端直径大于所述管体的外径。多个所述注浆孔沿圆周方向均匀布设且其均沿钻头3-2的中心轴线布设。
[0047]实际施工时,本实用新型的施工过程如下:
[0048]步骤一、护拱与导向管施工:在当前施工隧道节段的掌子面后侧安装一个护拱;
[0049]步骤二、钻机与注浆机安装就位:在步骤一中所述钢拱架1后侧安装钻机与注浆机;
[0050]步骤三、管棚超前支护施工:对步骤一中多根所述管棚管3分别进行管棚超前支护施工,多根所述管棚管3的管棚超前支护施工方法均相同,且多根所述管棚管3分别经多个所述导向管2由后向前钻进掌子面前方岩体内;多根所述管棚管3的结构和尺寸均相同;如图4和图5所示,每根所述管棚管3均包括由多个管节3-1拼接而成的管体和同轴安装在所述管体前端的钻头3-2,多个所述管节3-1的结构均相同且其由前至后进行布设;多个所述管节3-1中位于最前侧的管节3-1为前端管节,多个所述管节3-1中位于最后侧的管节3-1为后端管节,所述钻头3-2安装在所述前端管节的前部;多个所述管节3-1均呈同轴布设且其外径和壁厚均相同,每个所述管节3-1均为无缝钢管且其内外侧壁均为光滑侧壁,相邻两个所述管节3-1之间均以螺纹方式进行连接;所述钻头3-2上开有多个注浆孔,多个所述注浆孔均与所述管体内部相通;对任一个所述管棚管3进行管棚超前支护施工时,过程如下:
[0051]步骤301、钻进前准备:在当前所施工管棚管3的前端管节前部安装钻头3-2,并将所述前端管节的后端与步骤二中所述钻机的钻进驱动机构连接,同时通过注浆管将所述前端管节的后端与步骤二中所述注浆机的注浆口连接;
[0052]步骤302、前端管节钻进及同步注浆:将步骤301中所述前端管节由后向前插入至对当前所施工管棚管3进行导向的导向管2内,并使所述前端管节与所插入的导向管2呈同轴布设;之后,启动所述钻机并通过所述钻机由后向前进行钻进;钻进过程中,采用所述注浆机同步进行注浆;
[0053]步骤303、管节接续:在当前已完成钻进且位于最后侧的管节3-1后侧安装下一个管节3-1,并将当前所安装管节3-1的后端与步骤301中所述钻进驱动机构连接,同时通过所述注浆管将当前所安装管节3-1的后端与步骤301中所述注浆口连接;
[0054]步骤304、持续钻进及同步注浆:启动所述钻机并通过所述钻机由后向前进行钻进;钻进过程中,采用所述注浆机同步进行注浆;
[0055]步骤305、多次重复步骤303至步骤304,直至完成当前所施工管棚管3的钻进过程,获得当前所施工管棚管3所处的钻孔;
[0056]步骤306、钻孔孔口封堵:对步骤305中所述钻孔的孔口进行封堵,获得钻孔孔口封堵结构,并在所述钻孔孔口封堵结构布设排气孔;所述钻孔孔口封堵结构为位于所述钻孔的孔口与当前所施工管棚管3的外侧壁之间环形空腔内的封堵结构,所述排气孔与所述环形空腔内部相通;
[0057]步骤307、终孔注浆施工:步骤306中钻孔孔口封堵完成后,采用所述注浆机进行二次注浆,直至所述排气孔内有所注浆液流出为止,完成当前所施工管棚管3的管棚超前支护施工过程;
[0058]步骤308、多次重复步骤301至步骤307,直至完成所有管棚管3的管棚超前支护施工过程;
[0059]步骤四、隧道开挖施工:对当前施工节段进行隧道开挖施工。
[0060]本实施例中,所述管节3-1与所述钻进驱动机构和所述注浆管之间均通过管道连接接头进行连接,所述管道连接接头上开有三个分别与管节3-1、所述钻进驱动机构和所述注浆管连接的接口。并且,所述管道连接接头与管节3-1、所述钻进驱动机构和所述注浆管之间均以螺纹方式进行连接。
[0061 ]本实施例中,步骤304中启动所述钻机并通过所述钻机由后向前进行钻进之前,先采用所述注浆机进行注浆且注浆压力为3MPa?4Mpa;待当前所施工管棚管3所处钻孔的孔口有水泥浆液流出时,再启动所述钻机并通过所述钻机由后向前进行钻进。
[0062]本实施例中,所述钢拱架1为型钢支架且其为弧形。
[0063]实际施工时,采用钢拱架1作为隧道管棚超前支护施工的简易护拱。所述钢拱架1的圆心角为140°?160°。
[0064]本实施例中,所述钢拱架1的圆心角为150°。
[0065]多个所述导向管2的长度均为0.8m?1.5m。本实施例中,多个所述导向管2均为钢管且其均焊接固定在钢拱架1上,多个所述导向管2的长度均为lm且其数量为50个。
[0066]实际施工时,可根据具体需要,对导向管2的长度和数量进行相应调整。
[0067]本实施例中,所述注浆孔的数量为三个。实际使用时,可根据具体需要,对所述注浆孔的数量以及各注浆孔在钻头3-2上的布设位置进行相应调整。
[0068]所述导向管2的内径大于所述管体的外径,且导向管2的内径大于钻头3-2的后端直径。
[0069]本实施例中,所述管体的外径为Φ 110mm,所述导向管2的外径为Φ 150mm且其壁厚为10mm,且钻头3-2的后端直径为Φ 125mm。
[0070]实际施工时,可根据具体需要,对所述管体的外径、导向管2的内径和钻头3-2的后端直径进行相应调整。
[0071]如图5所示,步骤一中进行护拱与导向管施工时,先在当前施工节段的掌子面后侧施工一个供步骤二中所述钻机使用的钻机工作空间5,所述钢拱架1安装在所述钻机工作空间5的前侧内部;所述钻机工作空间5为对隧道洞4的拱部向外开挖后形成的空间;所述钻机工作空间5的长度为5m?8m。
[0072]本实施例中,所述钻机工作空间5的长度记作L1,且Ll=6m。并且,所述钻机工作空间5为对隧道洞4的拱部向外开挖40cm后形成的空间,也就是说,钻机工作空间5为将隧道洞4拱部调尚40cm后的空间。
[0073]本实施例中,步骤二中进行钻机与注浆机安装就位时,将所述钻机与注浆机均安装在钻机工作空间5内。
[0074]本实施例中,步骤三中所述管体的长度为15m?30m;所述管节3-1的长度为3m?6m;
[0075]步骤308中完成所有管棚管3的管棚超前支护施工过程后,获得当前施工节段的管棚超前支护结构;前后相邻两个所述节段的所述管棚超前支护结构之间的搭接长度不小于3m ο
[0076]实际
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