本发明专利技术公开了一种利用穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方的处理方法，包括在隧道安全区（1）逐个安设套环拱架（2），套环拱架（2）外侧焊接一定数量套环（3）；钢管（4）依次穿过套环拱架（2）的套环（3）最终延伸至工作面（5）；在塌方区（6）的钢管（4）上安设分段支护拱架（7）；相邻拱架间均由横拉杆（8）连接；分段支护拱架（7）上铺设金属网（9）；同时在塌方最深的位置预留混凝土泵送管（10）和排气管（11）。本发明专利技术公开了处理隧道掘进工作面塌方过程中穿管组合拱架的具体组合方法和使用方法。本发明专利技术有效解决了处理隧道塌方施工方法中存在的周期过长、工序较多、成本较高、风险过大等问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道工程施工领域，涉及一种利用穿管组合拱架对隧道塌方的处理方法，特别涉及。
技术介绍
近年来，在隧道施工方面，塌方事故时有发生。目前，虽然处理塌方事故的方法很多，但仍然缺少安全有效的处理方法。在隧道塌方抢险救灾领域的目前使用的技术是:对邻近塌方区初期支护采用临时套拱；塌穴坍塌面稳定后，对坍塌面进行喷射混凝土封闭；在塌穴范围内用洞碴堆造作业平台，平台上堆码砂袋，形成弧形实体胎膜；通过预留混凝土固结圈，再在混凝土固结圈上面灌注砂和粉煤灰拌合料，形成缓冲层；混凝土固结圈强度达到后，开挖施做洞身支护体系。该技术较好的解决了在处理隧道塌穴施工方法中存在的施工难度大、施工质量难以保证等问题，但在处理掘进工作面塌方时，该技术显得周期过长、工序较多、成本较高、安全性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有处理隧道掘进工作面塌方施工装备和施工方法中存在工序较多、成本较高、周期过长、风险过大等问题，提供了一种利用穿管组合拱架处理隧道掘进工作面塌方的方法。本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现: 一种处理隧道掘进工作面塌方的穿管组合拱架，包括在隧道安全区逐个安设套环拱架，套环拱架外侧焊接一定数量套环；钢管依次穿过套环拱架的套环最终延伸至工作面；在塌方区的钢管上安设分段支护拱架；所有相邻拱架间均由横拉杆连接；分段支护拱架上铺设金属网；同时在塌方最深的位置预留混凝土泵送管和排气管。上述的一种处理隧道掘进工作面塌方的穿管组合拱架，其特征在于，套环拱架采用工字钢或槽钢制成；套环拱架(含套环)的外轮廓尺寸小于隧道的初支轮廓线的尺寸；套环拱架由一个上拱段和两个下脚段组成，上拱段与下脚段间采用焊接或螺栓连接。上述的一种处理隧道掘进工作面塌方的穿管组合拱架，其特征在于，分段支护拱架采用工字钢或槽钢制成；分段支护拱架的内轮廓尺寸等于隧道初支轮廓线的尺寸；分段支护拱架由一个拱顶段和两个拱脚段组成；拱顶段和拱脚段间采用焊接或螺栓连接。上述的一种处理隧道掘进工作面塌方的套环组合拱架，其特征在于，相邻金属网采用焊接或铁丝连接。，其特征在于它包括以下步骤。步骤一、在安全区搭设带套环的套环拱架，相邻套环拱架采用横拉杆连接，在所述套环拱架的套环中穿入钢管。步骤二、在塌方区，将分段支护拱架的拱顶段抬起至高于隧道初支轮廓线，将钢管向塌方区推进至钢管支撑住拱顶段，安设分段支护拱架的拱脚段。步骤三、在已安设的分段支护拱架靠近工作面一侧，重复步骤二，在所述分段支护拱架靠近工作面一侧再安设榀分段支护拱架，用横拉杆连接已安设的两榀分段支护拱架；在所述两榀分段支护拱架上铺设金属网。步骤四、重复步骤三，直至将分段支护拱架和金属网依次安设至工作面；同时，在塌方最深的位置预留混凝土泵送管和排气管。步骤五、对金属网和分段支护拱架喷射用于封闭金属网和分段支护拱架的喷射混凝土。步骤六、通过预留的混凝土泵送管向塌方处灌注混凝土，通过排气管排出塌方处的气体；混凝土灌注完成后，撤去混凝土泵送管和排气管。步骤七、待混凝土达到预定强度后，撤去所有钢管、套环拱架及连接套环拱架的横拉杆，保留分段支护拱架、金属网及连接分段支护拱架的横拉杆作为塌方区的初期支护。上述的，其特征在于:所述步骤二中拱顶段与拱脚段之间采用焊接或螺栓连接。上述的，其特征在于:所述步骤三至步骤四中用横拉杆将相邻的分段支护拱架连接。上述的，其特征在于:所述步骤三至步骤四中金属网与分段支护拱架采用铁丝连接或焊接。上述的，其特征在于:所述步骤四中通过焊接或铁丝连接把混凝土泵送管和排气管固定在金属网或分段支护拱架上。上述的，其特征在于:所述步骤四中用金属网封闭分段支护拱架与工作面的空隙。上述的，其特征在于:所述步骤五中喷射混凝土的厚度为40mm~100mm之间。本专利技术的优点和技术效果是: (1)本专利技术采用的套管组合拱架制作简单，现场操作容易，前期准备工作量少，可迅速投入到隧道掘进工作面塌方的抢险救灾中； (2)本专利技术实施过程中，抢险救灾人员可在钢管及分段支护拱架的保护下进行抢险工作，提供了抢险救灾工作的安全性； (3)本专利技术实施阶段耗时少，大大缩短了处理隧道掘进工作面塌方的周期； (4)抢险救灾完成后，分段支护拱架无需拆除，可直接作为隧道的初期支护使用，减少了工序，节约了时间和成本。【附图说明】图1是本专利技术的套环拱架示意图； 图2是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图一； 图3是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图二； 图4是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图三； 图5是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图四； 图6是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图五； 图7是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图六； 图8是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图七； 图9是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图八； 图10是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图九； 图11是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图十； 图12是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图十一； 图13是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图十二 ； 图14是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图十三； 图15是本专利技术穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方处理的实施过程示意图十四； 图中，1、安全区；2、套环拱架；2-a、上拱段；2-b、下脚段；3、套环；4、钢管；5、工作面；6、塌方区；7、分段支护拱架；7-a、拱顶段；7-b、拱脚段；8、横拉杆；9、金属网；10、混凝土泵送管；11、排气管；12、初支轮廓线；13、格栅拱架；14、喷射混凝土 ；15、混凝土 ；16、套环拱架连接处；17、分段支护拱架连接处。具体实施例以下是本专利技术的一个具体实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述。首先对本专利技术中涉及的概念解释如下。安全区1:隧道初支轮廓线完整且紧邻塌方区的区域。塌方区6:隧道开挖时，因土压等作用和地层出现临空面后的应力调整，在软弱围岩内产生裂缝或破坏，或因围岩内已有的层理和节理等松弛、剥离，岩石和泥沙等发生大量坍落后的区域。横拉杆8:同专利号201520037229.2专利名“一种可调式横向支架拉杆”所述的拉杆装置。作用是使相邻支架间距保持不变的连接装置。上拱段2-a及下脚段2-b:为方便套环拱架进入隧道，将套环拱架2分为一个上拱段2-a和两个下脚段2-b，其中上拱段2-a约为套环拱架2整个弧长的1/3~1/2，下脚段2_b约为套环拱架2整个弧长的1/4~1/3。采用焊接或螺栓连接上拱段2-a与下脚段2_b即套环拱架连接处16。拱顶段7-a及拱脚段7-b:为方便搭设分段支护拱架7，每个分段支护拱架7分为一个拱顶段7-a和两个拱脚段7-b，其中拱顶段7-a约为分段支护拱架7整个弧长的1/3-1/2,拱脚段7-b约为分段支护拱架7整个弧长的1/4~1/3。拱顶段7_a和拱脚段7_b间即分段支护拱架连接处17采用焊接或螺栓连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方的处理方法，其特征在于它包括以下步骤：步骤一、在安全区（1）搭设带套环（3）的套环拱架（2），相邻套环拱架（2）采用横拉杆（8）连接，在所述套环拱架（2）的套环（3）中穿入钢管（4）；步骤二、在塌方区（6），将分段支护拱架（7）的拱顶段（7‑a）抬起至高于隧道初支轮廓线（12），将钢管（4）向塌方区（6）推进至钢管（4）支撑住拱顶段（7‑a），安设分段支护拱架（7）的拱脚段（7‑b）；步骤三、在已安设的分段支护拱架（7）靠近工作面（5）一侧，重复步骤二，在所述分段支护拱架（7）靠近工作面（5）一侧再安设1榀分段支护拱架（7），用横拉杆（8）连接已安设的两榀分段支护拱架（7），在所述两榀分段支护拱架（7）上铺设金属网（9）；步骤四、重复步骤三，直至将分段支护拱架（7）和金属网（9）依次安设至工作面（5）；同时，在塌方最深的位置预留混凝土泵送管（10）和排气管（11）；步骤五、对金属网（9）和分段支护拱架（7）喷射用于封闭金属网（9）和分段支护拱架（7）的喷射混凝土（14）；步骤六、通过预留的混凝土泵送管（10）向塌方处灌注混凝土（15），通过排气管（11）排出塌方处的气体，混凝土（15）灌注完成后，撤去混凝土泵送管（10）和排气管（11）；步骤七、待混凝土（15）达到预定强度后，撤去所有钢管（4）、套环拱架（2）及连接套环拱架（2）的横拉杆（8），保留分段支护拱架（7）、金属网（9）及连接分段支护拱架（7）的横拉杆（8）作为塌方区（6）的初期支护。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王海亮，何闯，韦守朋，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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