一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，包括加強(qiáng)鋼架、土工格柵網(wǎng)片、預(yù)埋灌注混凝土套管、預(yù)埋吹砂套管、防滑組塊和豎向連接桿；所述加強(qiáng)鋼架設(shè)于空腔區(qū)下方相鄰的已支護(hù)鋼支撐的頂部上，并通過防滑組塊固定；所述土工格柵網(wǎng)片設(shè)于加強(qiáng)鋼架上；所述豎向連接桿設(shè)于加強(qiáng)鋼架上并貫穿其伸入原設(shè)計的初期支護(hù)內(nèi)；所述預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管按梅花形交替布置，固定于加強(qiáng)鋼架的側(cè)面。本實用新型安裝快速，結(jié)構(gòu)安全可靠，在原設(shè)計的初期支護(hù)的基礎(chǔ)上，可在拱頂空腔區(qū)從下到上形成“加強(qiáng)鋼架混凝土層+素混凝土層+輕質(zhì)材料填充層(柔性緩沖層)”的多層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，能夠有效的保證拱頂空腔的結(jié)構(gòu)安全。
【專利說明】
一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于隧道施工領(lǐng)域，具體涉及一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，適用于公路、鐵路、水利、采礦等領(lǐng)域中的隧道施工中出現(xiàn)的拱頂空腔的施工處理。
【背景技術(shù)】
[0002]在隧道工程的開挖掘進(jìn)過程中，常見的由于圍巖坍塌或者超挖、超爆等施工控制不精確，或溶洞、溶穴等不良地質(zhì)導(dǎo)致的拱頂空腔，不僅會形成結(jié)構(gòu)安全隱患，如果處置不當(dāng)還會威脅到施工安全。為了確保施工過程中生命財產(chǎn)安全及隧道建成通車后運營安全，需要對隧道拱頂空洞進(jìn)行處理。目前常用的處理方法是掛網(wǎng)錨噴，即在軟弱圍巖上打設(shè)錨桿，在錨桿上掛網(wǎng)噴砼，對軟弱圍巖進(jìn)行加固。但該方法不足以保證結(jié)構(gòu)的安全，常有拱頂二次塌落造成人員傷亡事故發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種安裝快速，結(jié)構(gòu)安全可靠的隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置。
[0004]本實用新型采用的技術(shù)方案為:一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，包括加強(qiáng)鋼架、土工格柵網(wǎng)片、預(yù)埋灌注混凝土套管、預(yù)埋吹砂套管、防滑組塊和豎向連接桿;所述加強(qiáng)鋼架設(shè)于空腔區(qū)下方相鄰的已支護(hù)鋼支撐的頂部上，并通過防滑組塊固定;所述土工格柵網(wǎng)片設(shè)于加強(qiáng)鋼架上;所述豎向連接桿設(shè)于加強(qiáng)鋼架上并貫穿其伸入原設(shè)計的初期支護(hù)內(nèi)；所述預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管按梅花形交替布置，固定于加強(qiáng)鋼架的側(cè)面。
[0005]所述加強(qiáng)鋼架由上下兩層鋼架拼裝而成，上層加強(qiáng)鋼架的側(cè)面上部焊有豎向螺栓。
[0006]所述防滑組塊包括角鋼和豎向彎鉤，角鋼的一面焊接在鋼支撐上，另一面焊接在加強(qiáng)鋼架的四個角上。
[0007]所述豎向連接桿上設(shè)有掛鉤，通過該掛鉤固定于加強(qiáng)鋼架上;豎向連接桿頂部高出土工格柵網(wǎng)片至少30厘米，下部伸入初期支護(hù)的部分至少20厘米。
[0008]所述土工格柵網(wǎng)片上設(shè)有掛鉤，相鄰的土工格柵網(wǎng)片通過掛鉤限制相對移動；下部的土工格柵網(wǎng)片通過該掛鉤和下層加強(qiáng)鋼架固定，上部的土工格柵網(wǎng)片通過所述豎向螺栓固定于上層加強(qiáng)鋼架的頂部;土工格柵網(wǎng)片上設(shè)有預(yù)留孔，該預(yù)留孔緊靠加強(qiáng)鋼架的側(cè)面布置。
[0009]所述預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管安裝于土工格柵網(wǎng)片的預(yù)留孔內(nèi)，下端設(shè)有圓環(huán)，中部設(shè)有磁鐵環(huán)，通過該磁鐵環(huán)固定于加強(qiáng)鋼架側(cè)面;預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管頂部和頂部均用薄膜封口，頂部高于所述預(yù)留孔頂部，底部低于初期支護(hù)內(nèi)壁；預(yù)埋吹砂套管頂部設(shè)有止回板。
[0010]所述預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管為塑料管，中上部設(shè)有螺紋，二者均通過螺紋與磁鐵環(huán)連接。
[0011]所述加強(qiáng)鋼架和土工格柵網(wǎng)片上噴射混凝土，通過所述預(yù)埋灌注混凝土套管壓灌素混凝土，通過預(yù)埋吹砂套管栗入輕質(zhì)球狀顆粒填充物。
[0012]本實用新型的有益效果為:
[0013]1、在原設(shè)計的初期支護(hù)的基礎(chǔ)上，可在拱頂空腔區(qū)從下到上形成“加強(qiáng)鋼架混凝土層+素混凝土層+輕質(zhì)材料填充層(柔性緩沖層)”的多層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，能夠有效的保證拱頂空腔的結(jié)構(gòu)安全。
[0014]2、本實用新型安裝簡便，豎向連接桿貫穿著三層結(jié)構(gòu)和初期支護(hù)，將三個結(jié)構(gòu)層形成整體，并且和初期支護(hù)連接在一起共同受力，形成一個整體的拱頂永久承載安全防護(hù)結(jié)構(gòu)，為穿越拱頂空腔的施工人員提供安全保障。
[0015]3、輕質(zhì)材料填充層(柔性緩沖層)部分或全部填充本裝置上部的空腔，一方面可以減輕本裝置承受的重量，另一方面可以對可能發(fā)生的拱頂圍巖坍塌進(jìn)行緩沖，減弱其對支護(hù)結(jié)構(gòu)的沖擊力和振動力，使圍巖逐漸趨于自穩(wěn)。
[0016]4、可以根據(jù)實際情況，通過調(diào)整預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管的長度來控制素混凝土層+輕質(zhì)材料填充層(柔性緩沖層)的厚度，以確保結(jié)構(gòu)安全的可靠性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0018]圖2是圖1的俯視圖；
[0019]圖示說明:1_加強(qiáng)鋼架、2-土工格柵網(wǎng)片、3-預(yù)埋灌注混凝土套管、4-防滑組塊、5-豎向連接桿、6-預(yù)埋吹砂套管、7-鋼支撐。
【具體實施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0021]如圖1和圖2所示，一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，包括加強(qiáng)鋼架(I)、土工格柵網(wǎng)片(2)、預(yù)埋灌注混凝土套管(3)、預(yù)埋吹砂套管(6)、防滑組塊(4)和豎向連接桿(5);所述加強(qiáng)鋼架(I)設(shè)于空腔區(qū)下方相鄰的兩個已支護(hù)鋼支撐(7)的頂部上，并通過防滑組塊
(4)固定;所述土工格柵網(wǎng)片(2)設(shè)于加強(qiáng)鋼架(I)上;所述豎向連接桿(5)設(shè)于加強(qiáng)鋼架(I)上并貫穿其伸入原設(shè)計的初期支護(hù)內(nèi)；所述預(yù)埋灌注混凝土套管(3)和預(yù)埋吹砂套管(6)按梅花形交替布置，固定于加強(qiáng)鋼架(I)的側(cè)面。
[0022]所述加強(qiáng)鋼架(I)由上下兩層鋼架拼裝而成，上層加強(qiáng)鋼架的側(cè)面上部焊有豎向螺栓，用于固定土工格柵網(wǎng)片(2)。
[0023]所述防滑組塊(4)包括角鋼和豎向彎鉤，角鋼的一面焊接在鋼支撐(7)上，另一面焊接在加強(qiáng)鋼架(I)的四個角上。
[0024]所述豎向連接桿(5)上設(shè)有掛鉤，通過該掛鉤固定于加強(qiáng)鋼架(I)上;豎向連接桿
(5)頂部高出土工格柵網(wǎng)片(2)至少30厘米，下部伸入初期支護(hù)的部分至少達(dá)到20厘米。
[0025]所述土工格柵網(wǎng)片(2)上設(shè)有掛鉤，相鄰的土工格柵網(wǎng)片(2)通過掛鉤限制相對移動；下部的土工格柵網(wǎng)片(2)通過該掛鉤和下層加強(qiáng)鋼架固定，上部的土工格柵網(wǎng)片(2)通過所述豎向螺栓固定于上層加強(qiáng)鋼架的頂部;土工格柵網(wǎng)片(2)上設(shè)有預(yù)留孔，該預(yù)留孔緊靠加強(qiáng)鋼架(I)的側(cè)面布置，預(yù)留孔用于安裝預(yù)埋灌注混凝土套管(3)和預(yù)埋吹砂套管(6)。
[0026]預(yù)埋灌注混凝土套管(3)和預(yù)埋吹砂套管(6)頂部高于所述預(yù)留孔頂部，底部低于初期支護(hù)內(nèi)壁;下端均設(shè)有圓環(huán)，該圓環(huán)用于和灌注混凝土管和吹砂管的掛鉤相扣并固定。預(yù)埋灌注混凝土套管(3)和預(yù)埋吹砂套管(6)為塑料管，中上部設(shè)有螺紋，二者均通過螺紋與磁鐵環(huán)連接，同時，二者通過該磁鐵環(huán)固定于加強(qiáng)鋼架(I)側(cè)面;預(yù)埋灌注混凝土套管(3)和預(yù)埋吹砂套管(6)頂部和頂部均用薄膜封口，預(yù)埋吹砂套管(6)頂部設(shè)有止回板，防止填充物回流。
[0027]本實用新型先沿環(huán)向，再沿縱向布置，安裝完成后通過向所述加強(qiáng)鋼架(I)和土工格柵網(wǎng)片(2)上噴射混凝土和初期支護(hù)形成整體。噴射混凝土達(dá)到目標(biāo)強(qiáng)度后，將灌注混凝土管插入所述預(yù)埋灌注混凝土套管(3)，壓灌素混凝土。再將吹砂管插入預(yù)埋吹砂套管(6)，栗入輕質(zhì)球狀顆粒填充空腔形成緩沖層。最終從下至上形成“加強(qiáng)鋼架(I)混凝土層+素混凝土層+輕質(zhì)材料填充層(柔性緩沖層)”的多層加強(qiáng)結(jié)構(gòu)，同時，豎向連接桿(5)貫穿著三層結(jié)構(gòu)和初期支護(hù)，使得本裝置和初期支護(hù)形成一個整體的永久承載結(jié)構(gòu)共同受力。
[0028]以上所述僅表達(dá)了本實用新型的優(yōu)選實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形、改進(jìn)及替代，這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。因此，本實用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1.一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，其特征在于，包括加強(qiáng)鋼架、土工格柵網(wǎng)片、預(yù)埋灌注混凝土套管、預(yù)埋吹砂套管、防滑組塊和豎向連接桿;所述加強(qiáng)鋼架設(shè)于空腔區(qū)下方相鄰的已支護(hù)鋼支撐的頂部上，并通過防滑組塊固定;所述土工格柵網(wǎng)片設(shè)于加強(qiáng)鋼架上；所述豎向連接桿設(shè)于加強(qiáng)鋼架上并貫穿其伸入原設(shè)計的初期支護(hù)內(nèi)；所述預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管按梅花形交替布置，固定于加強(qiáng)鋼架的側(cè)面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，其特征在于，所述加強(qiáng)鋼架由上下兩層鋼架拼裝而成，上層加強(qiáng)鋼架的側(cè)面上部焊有豎向螺栓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，其特征在于，所述防滑組塊包括角鋼和豎向彎鉤，角鋼的一面焊接在鋼支撐上，另一面焊接在加強(qiáng)鋼架的四個角上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，其特征在于，所述豎向連接桿上設(shè)有掛鉤，通過該掛鉤固定于加強(qiáng)鋼架上;豎向連接桿頂部高出土工格柵網(wǎng)片至少30厘米，下部伸入初期支護(hù)的部分至少20厘米。5.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，其特征在于，所述土工格柵網(wǎng)片上設(shè)有掛鉤，相鄰的土工格柵網(wǎng)片通過掛鉤限制相對移動；下部的土工格柵網(wǎng)片通過該掛鉤和下層加強(qiáng)鋼架固定，上部的土工格柵網(wǎng)片通過所述豎向螺栓固定于上層加強(qiáng)鋼架的頂部;土工格柵網(wǎng)片上設(shè)有預(yù)留孔，該預(yù)留孔緊靠加強(qiáng)鋼架的側(cè)面布置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所示的一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，其特征在于，所述預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管安裝于土工格柵網(wǎng)片的預(yù)留孔內(nèi)，下端設(shè)有圓環(huán)，中部設(shè)有磁鐵環(huán)，通過該磁鐵環(huán)固定于加強(qiáng)鋼架側(cè)面;預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管頂部和頂部均用薄膜封口，頂部高于所述預(yù)留孔頂部，底部低于初期支護(hù)內(nèi)壁;預(yù)埋吹砂套管頂部設(shè)有止回板。7.根據(jù)權(quán)利要求6所示的一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，其特征在于，所述預(yù)埋灌注混凝土套管和預(yù)埋吹砂套管為塑料管，中上部設(shè)有螺紋，二者均通過螺紋與磁鐵環(huán)連接。8.根據(jù)權(quán)利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護(hù)與加強(qiáng)裝置，其特征在于，所述加強(qiáng)鋼架和土工格柵網(wǎng)片上噴射混凝土，通過所述預(yù)埋灌注混凝土套管壓灌素混凝土，通過預(yù)埋吹砂套管栗入輕質(zhì)球狀顆粒填充物。
【文檔編號】E21D20/00GK205503157SQ201620296772
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月11日
【發(fā)明人】湯曉輝
【申請人】湯曉輝