穿越采空区隧道的支护系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种穿越采空区隧道的支护系统，包括第一支护结构、第二支护结构以及第三支护结构的任意一种，所述第一支护结构包括初期支护、二次衬砌和超前支护；所述第二支护结构包括初期支护、二次衬砌、超前支护以及多根钢花管，所述钢花管上设置有注浆孔；所述第三支护结构包括初期支护、二次衬砌、设置在初期支护外侧的砼护结构以及设置在砼护结构外侧的砂砾回填缓冲层。该结构的支护系统，能根据隧道与采空区不同的位置关系，选择不同的支护结构，既能节约成本，又能满足不同条件下的隧道支护需求。

【技术实现步骤摘要】
穿越采空区隧道的支护系统
本技术涉及一种穿越采空区隧道的支护系统。
技术介绍
作为公路建设和铁路建设的重要组成部分，山岭隧道已经在我国获得了大规模的发展。其中不少隧道穿越或者临近釆空区，虽然国内外都对采空区安全这一问题给予了高度的重视，但是此类事故依然不断发生。特别是我国地层分布复杂，采空区极不规则难以探测，对隧道建设安全造成极大危害。采空区中瓦斯的存在也对隧道的施工造成重大的安全隐患，深入研究采空隧道支护结构具有十分重要的意义。通过对现有的技术文献检索发现，虽然已有大量关于穿越采空区隧道的支护结构的专利文献，如中国专利技术专利申请号201020241963.8，专利技术名称：煤层采空区隧道初期加固及支护体系，但它并没有考虑采空区中瓦斯的存在，以及专利技术专利申请号CN201310741014.4，专利技术名称：确定隧道下穿采空区安全顶板厚度的方法，但它所提供的安全顶板厚度确定方法考虑的因素多，参数取值较困难，另外还有专利技术专利申请号CN201310488653.4，专利技术名称：隧道下方采空区充填施工工法，但它只考虑了隧道下方采空区，并没有全面考虑不同位置采空区的支护结构。隧道与采空区的相对位置关系包括以下三种：1)隧道不与采空区贯通且与采空区的最近距离大于最小安全厚度；2)隧道不与采空区贯通且与采空区的最近距离小于或等于最小安全厚度；3)隧道与采空区贯通；目前，还没有一种隧道支护系统，既能节约成本，又能满足不同条件下的隧道支护需求。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种穿越采空区隧道的支护系统，既能节约成本，又能满足不同条件下的隧道支护需求。本技术通过以下技术手段解决上述问题：一种穿越采空区隧道的支护系统，包括第一支护结构、第二支护结构以及第三支护结构的任意一种，所述第一支护结构包括初期支护、二次衬砌和超前支护；所述第二支护结构包括初期支护、二次衬砌、超前支护以及多根钢花管，所述钢花管上设置有注浆孔；所述第三支护结构包括初期支护、二次衬砌、设置在初期支护外侧的砼护结构以及设置在砼护结构外侧的砂砾回填缓冲层。进一步，所述钢花管包括注浆段和止浆段，所述注浆孔设置在注浆段上，所述止浆段长1-1.5m。进一步，所述注浆孔的孔径为10-16mm。进一步，所述钢花管内壁设置有防水透气膜。本技术的有益效果：本技术的穿越采空区隧道的支护系统，包括第一支护结构、第二支护结构以及第三支护结构的任意一种，所述第一支护结构包括初期支护、二次衬砌和超前支护；所述第二支护结构包括初期支护、二次衬砌、超前支护以及多根钢花管，所述钢花管上设置有注浆孔；所述第三支护结构包括初期支护、二次衬砌、设置在初期支护外侧的砼护结构以及设置在砼护结构外侧的砂砾回填缓冲层。该结构的支护系统，能根据隧道与采空区不同的位置关系，选择不同的支护结构，既能节约成本，又能满足不同条件下的隧道支护需求。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步描述。图1为第一支护结构的示意图；图2为第二支护结构的示意图；图3为第三支护结构的示意图；图4为钢花管与防水透气膜连接的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图对本技术进行详细说明，如图1-4所示：一种穿越采空区隧道的支护系统，包括第一支护结构、第二支护结构以及第三支护结构的任意一种，所述第一支护结构包括初期支护1、二次衬砌2和超前支护3；所述第二支护结构包括初期支护1、二次衬砌2、超前支护3以及多根钢花管4，所述钢花管上设置有注浆孔5；所述第三支护结构包括初期支护1、二次衬砌2、设置在初期支护外侧的砼护结构6以及设置在砼护结构外侧的砂砾回填缓冲层7，所述钢花管包括注浆段41和止浆段42，所述注浆孔设置在注浆段上，所述止浆段长1-1.5m，所述注浆孔的孔径为10-16mm。该结构的支护系统，当隧道不与采空区贯通且与采空区的最近距离大于最小安全厚度时，采用第一支护结构，具体施工过程为：在隧道外依次设置二次衬砌、初期支护以及超前支护；当隧道不与采空区贯通且与采空区的最近距离小于或等于最小安全厚度时，采用第二支护结构，具体施工过程为：依次在隧道外设置二次衬砌、初期支护以及超前支护后，在采空区与初期支护之间的围岩层中钻孔，在钻孔内设置有钻孔匹配的钢花管，随后通过注浆孔往钢花管内注入水泥砂浆，从而达到加固围岩层的目的；当隧道与采空区贯通时，采用第三支护结构，具体施工过程为：首先依次在隧道外设置二次衬砌、初期支护以及超前支护，随后在采空区与初期支护之间设置砼护结构和砂砾回填缓冲层，砼护结构为气密性好的混凝土层，砂砾回填缓冲层对砼护结构进行稳固。综上所述，该结构的支护系统，能根据隧道与采空区不同的位置关系，选择不同的支护结构，既能节约成本，又能满足不同条件下的隧道支护需求。作为上述技术方案的进一步改进，所述钢花管内壁设置有防水透气膜8。在注入水泥砂浆的过程中，防水透气膜不会阻碍气体的排出，但会阻挡水泥砂浆的流出，从而对水泥砂浆起定型作用，有利于提高对围岩的加固作用。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本技术的权利要求范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿越采空区隧道的支护系统，其特征在于：包括第一支护结构、第二支护结构以及第三支护结构的任意一种，所述第一支护结构包括初期支护、二次衬砌和超前支护；所述第二支护结构包括初期支护、二次衬砌、超前支护以及多根钢花管，所述钢花管上设置有注浆孔；所述第三支护结构包括初期支护、二次衬砌、设置在初期支护外侧的砼护结构以及设置在砼护结构外侧的砂砾回填缓冲层。

【技术特征摘要】
1.一种穿越采空区隧道的支护系统，其特征在于：包括第一支护结构、第二支护结构以及第三支护结构的任意一种，所述第一支护结构包括初期支护、二次衬砌和超前支护；所述第二支护结构包括初期支护、二次衬砌、超前支护以及多根钢花管，所述钢花管上设置有注浆孔；所述第三支护结构包括初期支护、二次衬砌、设置在初期支护外侧的砼护结构以及设置在砼护结构外侧的砂砾回填缓冲...

【专利技术属性】
技术研发人员：李科，蒋德武，吴梦军，丁浩，方林，
申请(专利权)人：招商局重庆交通科研设计院有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50