一种暗挖进洞支护结构及其支护方法技术

本发明专利技术公开一种暗挖进洞支护结构及其支护方法，涉及隧道施工的领域，该结构包括若干个刚性护架、位于相邻的两个刚性护架之间的联结件以及混凝土浇筑层；刚性护架包括若干个拱形支杆，拱形支杆的底部设置接地锚杆，若干个拱形支杆之间设置有将若干个拱形支杆连接成一体的夹持件，夹持件上均穿设有插入围岩的接壁锚杆。本申请通过接壁锚杆和夹持件连接了避免接壁锚杆直接与拱形支杆连接而产生应力集中的现象的同时也使刚性护架整体与围岩进行连接，使得支护结构在承受围岩变形的压力、自身重力的同时还有围岩对支护结构的拉力，整体上分散了支护结构自身的受力集中的情况，降低了支护结构形变坍塌的风险，从而提高了暗挖施工的安全性。工的安全性。工的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种暗挖进洞支护结构及其支护方法


[0001]本申请涉及隧道施工的领域，尤其是涉及一种暗挖进洞支护结构及其支护方法。

技术介绍

[0002]暗挖法即是不挖开地面，采用在地下挖洞的方式施工的方法，适用于城市中不能采用明挖法施工的地方。暗挖法在挖掘隧道时，为避免在施工过程中隧道周围的围岩自承能力下降而发生坍塌等现象，需要在开挖的过程中沿途安装若干个支护结构。支护结构与隧道周围的围岩抵紧连接从而对围岩进行加固，隧道每挖掘一定距离便需要及时安装支护结构，若干支护结构在调动围岩的自承能力的同时与围岩共同作用形成联合支护体系，从而有效抑制围岩变形坍塌的情况，以提高暗挖施工的安全性。
[0003]在安装支护结构时一般先安装刚性护架，其次在刚性护架周围安装浇筑模具，最后将混凝土注入浇筑，混凝土将刚性护架周围以内部间隙进行填充以形成支护结构，混凝土能够提高整个支护结构的刚性的同时缩小刚性护架与围岩的缝隙，从而增强支护结构与围岩的接触面积，提高联合支护体系的支护能力。
[0004]但是混凝土成型后的支护结构一方面要抵抗围岩自身变形的产生的压力，另一方面由于自身的重力，致使支护结构处受力过于集中，从而容易产生因受力过大而发生坍塌的风险，对暗挖施工也会造成安全性的隐患。

技术实现思路

[0005]为了分散支护结构自身的受力集中的情况，降低支护结构形变坍塌的风险，从而提高暗挖施工的安全性，本申请提供一种暗挖进洞支护结构及其支护方法。
[0006]第一方面，本申请提供的一种暗挖进洞支护结构采用如下的技术方案：一种暗挖进洞支护结构，包括包括若干个沿隧道长度间隔布设的刚性护架、位于相邻的两个刚性护架之间且用于连接相邻两个刚性护架的联结件以及浇筑在刚性护架与联结件周围的混凝土浇筑层；刚性护架包括若干个沿隧道长度间隔布设的拱形支杆，拱形支杆为两端竖直布设中间为弧形的弯杆，拱形支杆的底部设置有用于与地面连接的接地锚杆，若干个拱形支杆之间沿拱形支杆的长度方向间隔设置有将若干个拱形支杆连接成一体的夹持件，位于拱形支杆中部的夹持件上均穿设有插入围岩的接壁锚杆，拱形支杆在相邻两个接壁锚杆之间均开设有用于连接联结件的连接槽。
[0007]通过采用上述技术方案，通过若干个刚性护架和联结件从而分散对围岩对支护结构的压力，若干个拱形支杆又对刚性护架进行应力分散，夹持件将若干个拱形支杆连接成一体，增强刚性护架的整体结构强度，通过接壁锚杆和夹持件连接以避免接壁锚杆直接与拱形支杆连接而产生应力集中的现象，刚性护架整体与围岩进行连接，致使围岩对支护结构施加压力的同时也会产生避免支护结构脱离围岩的拉力，使得支护结构在承受围岩变形的压力、自身重力的同时还有围岩对支护结构的拉力，整体上分散了支护结构自身的受力
集中的情况，降低了支护结构形变坍塌的风险，从而提高了暗挖施工的安全性。
[0008]优选的，所述夹持件包括两个相对布设的夹持板，两个夹持板沿同一刚性护架内的若干个拱形支杆的布设方向间隔开设有用于夹持拱形支杆的夹持槽，拱形支杆位于两个夹持板之间，两个夹持板上的夹持槽相对布设并通过螺栓连接，夹持板上位于相邻的两个夹持槽之间开设有用于与接地锚杆连接的连接通孔。
[0009]通过采用上述技术方案，若干个拱形支杆进行连接时均位于夹持板的夹持槽内，通过螺栓连接两个夹持板从而将若干个拱形支杆连接成一体，连接通孔开设在夹持板未开设夹持槽的位置，使得接壁锚杆与夹持件的连接位置与夹持件和拱形支杆的连接位置错开，以避免夹持件、拱形支杆和接壁锚杆连接处应力集中的现象，此外通过夹持件与拱形支杆连接、夹持件与接壁锚杆连接，接壁锚杆插入围岩内的同时也实现了整个刚性护架与围岩的连接，从而提高刚性护架与围岩的连接面积和连接强度。
[0010]优选的，所述接壁锚杆包括钻杆，钻杆一端设置有钻头，钻杆的另一端同轴固定有控制螺杆，控制螺杆上螺纹连接有控制螺母，控制螺杆连接钻杆的一端滑动穿过连接通孔直至钻杆转动插入围岩内，控制螺母转动抵紧夹持板，接壁锚杆内开设有一条连通钻杆和控制螺杆且用于注入混凝土的填充通道，钻杆外周壁上开设有与填充通道连通的填充孔，填充孔用于引导进入填充通道内的混凝土流入钻杆与围岩的连接缝隙中。
[0011]通过采用上述技术方案，接壁锚杆能够通过钻头和钻杆钻入围岩内与围岩接触，能够通过控制螺杆和控制螺母与夹持件相连，通过填充通道和填充孔能够向接壁锚杆和围岩连接缝隙中填充混凝土，从而缩小围岩和接壁锚杆之间的缝隙，增强围岩和接触锚杆的连接强度，降低了接触锚杆脱离围岩的风险的同时也提高了围岩内部的结构强度，从而减轻围岩形变的程度。
[0012]优选的，所述填充通道为沿控制螺杆的长度方向布设的通道，填充通道的一端与控制螺杆背离钻杆的一端同轴连通，填充通道的另一端位于钻杆内部靠近钻头处。
[0013]通过采用上述技术方案，当对围岩和接壁锚杆之间填充混凝土时，能够从螺杆背离钻杆的一端向内注入混凝土泥浆，以便于混凝土泥浆的注入，且填充通道同轴穿设控制螺杆和钻杆，以便于减轻填充通道的开设对接壁螺杆的结构强度的影响。
[0014]优选的，所述钻杆内的填充孔靠近钻杆外周壁处设置有用于避免杂质进入填充通道的盖板，钻杆在填充孔内设置有用于控制盖板启闭的控制件。
[0015]通过采用上述技术方案，当钻杆钻入围岩时，由于填充孔开设在钻杆的外周壁上，通过盖板能够降低钻杆钻出的碎屑进入填充孔从而造成填充孔或填充通道阻塞的风险，通过控制件能在混凝土泥浆流入填充孔时使得盖板开启，以便于混凝土注入接壁锚杆与围岩的连接缝隙处。
[0016]优选的，所述控制件包括设置在钻杆的填充孔内的挡块，挡块位于盖板靠近填充通道的一侧，挡块上设置有与盖板转动连接的转动杆，转动杆上同轴套设有复位弹簧，复位弹簧的一端抵紧钻杆内周壁，复位弹簧的另一端与盖板背离填充通道的端面相抵紧。
[0017]通过采用上述技术方案，当钻杆钻入围岩时，钻杆钻出的碎屑部分落在盖板背离填充通道的端面上，通过挡块从而阻挡盖板向靠近填充通道的方向转动，从而避免碎屑落入填充通道内，当混凝土通过填充孔流入接壁锚杆与围岩的连接缝隙处时，混凝土能够推动盖板沿远离填充通道的方向移动，以便于混凝土进入接壁锚杆与围岩的连接缝隙处，当
混凝土注入完成后，复位弹簧能够带动盖板沿靠近填充通道的方向移动，实现盖板复位。
[0018]优选的，所述填充通道内同轴设置有弹性材质的填充管，填充管的一端固定在钻杆内部并与填充孔连通，填充管的另一端固定在控制螺杆内部并靠近控制螺杆背离钻杆的端面处。
[0019]通过采用上述技术方案，当向接壁锚杆与围岩的连接缝隙处注入混凝土时，能够通过填充管使得混凝土不与填充通道直接接触，当混凝土注入完成后，由于填充管的弹性材质能够将填充管内的残留的混凝土泥浆液进行吸取，从而避免残留混凝土泥浆从填充通道流向地面，造成混凝土浪费的同时额外增加工作人员清理混凝土滴落物的工序。
[0020]优选的，所述联结件包括两个水平相对布设的联结主杆，两个联结主杆均沿隧道长本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种暗挖进洞支护结构，其特征在于：包括若干个沿隧道长度间隔布设的刚性护架(1)、位于相邻的两个刚性护架(1)之间且用于连接相邻两个刚性护架(1)的联结件(2)以及浇筑在刚性护架(1)与联结件(2)周围的混凝土浇筑层(3)；刚性护架(1)包括若干个沿隧道长度间隔布设的拱形支杆(11)，拱形支杆(11)为两端竖直布设中间为弧形的弯杆，拱形支杆(11)的底部设置有用于与地面连接的接地锚杆(5)，若干个拱形支杆(11)之间沿拱形支杆(11)的长度方向间隔设置有将若干个拱形支杆(11)连接成一体的夹持件(12)，位于拱形支杆(11)中部的夹持件(12)上均穿设有插入围岩(4)的接壁锚杆(6)，拱形支杆(11)在相邻两个接壁锚杆(6)之间均开设有用于连接联结件(2)的连接槽(111)。2.根据权利要求1所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于：所述夹持件(12)包括两个相对布设的夹持板(121)，两个夹持板(121)沿同一刚性护架(1)内的若干个拱形支杆(11)的布设方向间隔开设有用于夹持拱形支杆(11)的夹持槽(122)，拱形支杆(11)位于两个夹持板(121)之间，两个夹持板(121)上的夹持槽(122)相对布设并通过螺栓连接，夹持板(121)上位于相邻的两个夹持槽(122)之间开设有用于与接地锚杆(5)连接的连接通孔(123)。3.根据权利要求2所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于：所述接壁锚杆(6)包括钻杆(61)，钻杆(61)一端设置有钻头，钻杆(61)的另一端同轴固定有控制螺杆(62)，控制螺杆(62)上螺纹连接有控制螺母(63)，控制螺杆(62)连接钻杆(61)的一端滑动穿过连接通孔(123)直至钻杆(61)转动插入围岩(4)内，控制螺母(63)转动抵紧夹持板(121)，接壁锚杆(6)内开设有一条连通钻杆(61)和控制螺杆(62)且用于注入混凝土的填充通道(65)，钻杆(61)外周壁上开设有与填充通道(65)连通的填充孔(66)，填充孔(66)用于引导进入填充通道(65)内的混凝土流入钻杆(61)与围岩(4)的连接缝隙中。4.根据权利要求3所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于：所述填充通道(65)为沿控制螺杆(62)的长度方向布设的通道，填充通道(65)的一端与控制螺杆(62)背离钻杆(61)的一端同轴连通，填充通道(65)的另一端位于钻杆(61)内部靠近钻头处。5.根据权利要求3所述的一种暗挖进洞支护结构，其特征在于：所述钻杆(61)内的填充孔(66)靠近钻杆(61)外周壁处设置有用于避免杂质进入填充通道(65)的盖板(7)，钻杆(61)在填充孔(66)内设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：林靓，赵泽舟，王轩，梁磊，白冰晨，袁路阳，晁婷，陈远宏，王娜，王豪杰，曹长旭，周超超，
申请(专利权)人：北京市市政四建设工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：