一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，包括加強鋼架、土工格柵網片、預埋灌注混凝土套管、預埋吹砂套管、防滑組塊和豎向連接桿；所述加強鋼架設于空腔區下方相鄰的已支護鋼支撐的頂部上，并通過防滑組塊固定；所述土工格柵網片設于加強鋼架上；所述豎向連接桿設于加強鋼架上并貫穿其伸入原設計的初期支護內；所述預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管按梅花形交替布置，固定于加強鋼架的側面。本實用新型安裝快速，結構安全可靠，在原設計的初期支護的基礎上，可在拱頂空腔區從下到上形成“加強鋼架混凝土層+素混凝土層+輕質材料填充層(柔性緩沖層)”的多層加強結構，能夠有效的保證拱頂空腔的結構安全。
【專利說明】
一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于隧道施工領域，具體涉及一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，適用于公路、鐵路、水利、采礦等領域中的隧道施工中出現的拱頂空腔的施工處理。
【背景技術】
[0002]在隧道工程的開挖掘進過程中，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、溶穴等不良地質導致的拱頂空腔，不僅會形成結構安全隱患，如果處置不當還會威脅到施工安全。為了確保施工過程中生命財產安全及隧道建成通車后運營安全，需要對隧道拱頂空洞進行處理。目前常用的處理方法是掛網錨噴，即在軟弱圍巖上打設錨桿，在錨桿上掛網噴砼，對軟弱圍巖進行加固。但該方法不足以保證結構的安全，常有拱頂二次塌落造成人員傷亡事故發生。
【發明內容】
[0003]本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種安裝快速，結構安全可靠的隧道拱頂空腔防護與加強裝置。
[0004]本實用新型采用的技術方案為:一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，包括加強鋼架、土工格柵網片、預埋灌注混凝土套管、預埋吹砂套管、防滑組塊和豎向連接桿;所述加強鋼架設于空腔區下方相鄰的已支護鋼支撐的頂部上，并通過防滑組塊固定;所述土工格柵網片設于加強鋼架上;所述豎向連接桿設于加強鋼架上并貫穿其伸入原設計的初期支護內；所述預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管按梅花形交替布置，固定于加強鋼架的側面。
[0005]所述加強鋼架由上下兩層鋼架拼裝而成，上層加強鋼架的側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，另一面焊接在加強鋼架的四個角上。
[0007]所述豎向連接桿上設有掛鉤，通過該掛鉤固定于加強鋼架上;豎向連接桿頂部高出土工格柵網片至少30厘米，下部伸入初期支護的部分至少20厘米。
[0008]所述土工格柵網片上設有掛鉤，相鄰的土工格柵網片通過掛鉤限制相對移動；下部的土工格柵網片通過該掛鉤和下層加強鋼架固定，上部的土工格柵網片通過所述豎向螺栓固定于上層加強鋼架的頂部;土工格柵網片上設有預留孔，該預留孔緊靠加強鋼架的側面布置。
[0009]所述預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管安裝于土工格柵網片的預留孔內，下端設有圓環，中部設有磁鐵環，通過該磁鐵環固定于加強鋼架側面;預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管頂部和頂部均用薄膜封口，頂部高于所述預留孔頂部，底部低于初期支護內壁；預埋吹砂套管頂部設有止回板。
[0010]所述預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管為塑料管，中上部設有螺紋，二者均通過螺紋與磁鐵環連接。
[0011]所述加強鋼架和土工格柵網片上噴射混凝土，通過所述預埋灌注混凝土套管壓灌素混凝土，通過預埋吹砂套管栗入輕質球狀顆粒填充物。
[0012]本實用新型的有益效果為:
[0013]1、在原設計的初期支護的基礎上，可在拱頂空腔區從下到上形成“加強鋼架混凝土層+素混凝土層+輕質材料填充層(柔性緩沖層)”的多層加強結構，能夠有效的保證拱頂空腔的結構安全。
[0014]2、本實用新型安裝簡便，豎向連接桿貫穿著三層結構和初期支護，將三個結構層形成整體，并且和初期支護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結構，為穿越拱頂空腔的施工人員提供安全保障。
[0015]3、輕質材料填充層(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生的拱頂圍巖坍塌進行緩沖，減弱其對支護結構的沖擊力和振動力，使圍巖逐漸趨于自穩。
[0016]4、可以根據實際情況，通過調整預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管的長度來控制素混凝土層+輕質材料填充層(柔性緩沖層)的厚度，以確保結構安全的可靠性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0018]圖2是圖1的俯視圖；
[0019]圖示說明:1_加強鋼架、2-土工格柵網片、3-預埋灌注混凝土套管、4-防滑組塊、5-豎向連接桿、6-預埋吹砂套管、7-鋼支撐。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖，對本實用新型進一步說明。
[0021]如圖1和圖2所示，一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，包括加強鋼架(I)、土工格柵網片(2)、預埋灌注混凝土套管(3)、預埋吹砂套管(6)、防滑組塊(4)和豎向連接桿(5);所述加強鋼架(I)設于空腔區下方相鄰的兩個已支護鋼支撐(7)的頂部上，并通過防滑組塊
(4)固定;所述土工格柵網片(2)設于加強鋼架(I)上;所述豎向連接桿(5)設于加強鋼架(I)上并貫穿其伸入原設計的初期支護內；所述預埋灌注混凝土套管(3)和預埋吹砂套管(6)按梅花形交替布置，固定于加強鋼架(I)的側面。
[0022]所述加強鋼架(I)由上下兩層鋼架拼裝而成，上層加強鋼架的側面上部焊有豎向螺栓，用于固定土工格柵網片(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，另一面焊接在加強鋼架(I)的四個角上。
[0024]所述豎向連接桿(5)上設有掛鉤，通過該掛鉤固定于加強鋼架(I)上;豎向連接桿
(5)頂部高出土工格柵網片(2)至少30厘米，下部伸入初期支護的部分至少達到20厘米。
[0025]所述土工格柵網片(2)上設有掛鉤，相鄰的土工格柵網片(2)通過掛鉤限制相對移動；下部的土工格柵網片(2)通過該掛鉤和下層加強鋼架固定，上部的土工格柵網片(2)通過所述豎向螺栓固定于上層加強鋼架的頂部;土工格柵網片(2)上設有預留孔，該預留孔緊靠加強鋼架(I)的側面布置，預留孔用于安裝預埋灌注混凝土套管(3)和預埋吹砂套管(6)。
[0026]預埋灌注混凝土套管(3)和預埋吹砂套管(6)頂部高于所述預留孔頂部，底部低于初期支護內壁;下端均設有圓環，該圓環用于和灌注混凝土管和吹砂管的掛鉤相扣并固定。預埋灌注混凝土套管(3)和預埋吹砂套管(6)為塑料管，中上部設有螺紋，二者均通過螺紋與磁鐵環連接，同時，二者通過該磁鐵環固定于加強鋼架(I)側面;預埋灌注混凝土套管(3)和預埋吹砂套管(6)頂部和頂部均用薄膜封口，預埋吹砂套管(6)頂部設有止回板，防止填充物回流。
[0027]本實用新型先沿環向，再沿縱向布置，安裝完成后通過向所述加強鋼架(I)和土工格柵網片(2)上噴射混凝土和初期支護形成整體。噴射混凝土達到目標強度后，將灌注混凝土管插入所述預埋灌注混凝土套管(3)，壓灌素混凝土。再將吹砂管插入預埋吹砂套管(6)，栗入輕質球狀顆粒填充空腔形成緩沖層。最終從下至上形成“加強鋼架(I)混凝土層+素混凝土層+輕質材料填充層(柔性緩沖層)”的多層加強結構，同時，豎向連接桿(5)貫穿著三層結構和初期支護，使得本裝置和初期支護形成一個整體的永久承載結構共同受力。
[0028]以上所述僅表達了本實用新型的優選實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形、改進及替代，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【主權項】
1.一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，其特征在于，包括加強鋼架、土工格柵網片、預埋灌注混凝土套管、預埋吹砂套管、防滑組塊和豎向連接桿;所述加強鋼架設于空腔區下方相鄰的已支護鋼支撐的頂部上，并通過防滑組塊固定;所述土工格柵網片設于加強鋼架上；所述豎向連接桿設于加強鋼架上并貫穿其伸入原設計的初期支護內；所述預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管按梅花形交替布置，固定于加強鋼架的側面。2.根據權利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，其特征在于，所述加強鋼架由上下兩層鋼架拼裝而成，上層加強鋼架的側面上部焊有豎向螺栓。3.根據權利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，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，另一面焊接在加強鋼架的四個角上。4.根據權利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，其特征在于，所述豎向連接桿上設有掛鉤，通過該掛鉤固定于加強鋼架上;豎向連接桿頂部高出土工格柵網片至少30厘米，下部伸入初期支護的部分至少20厘米。5.根據權利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，其特征在于，所述土工格柵網片上設有掛鉤，相鄰的土工格柵網片通過掛鉤限制相對移動；下部的土工格柵網片通過該掛鉤和下層加強鋼架固定，上部的土工格柵網片通過所述豎向螺栓固定于上層加強鋼架的頂部;土工格柵網片上設有預留孔，該預留孔緊靠加強鋼架的側面布置。6.根據權利要求5所示的一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，其特征在于，所述預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管安裝于土工格柵網片的預留孔內，下端設有圓環，中部設有磁鐵環，通過該磁鐵環固定于加強鋼架側面;預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管頂部和頂部均用薄膜封口，頂部高于所述預留孔頂部，底部低于初期支護內壁;預埋吹砂套管頂部設有止回板。7.根據權利要求6所示的一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，其特征在于，所述預埋灌注混凝土套管和預埋吹砂套管為塑料管，中上部設有螺紋，二者均通過螺紋與磁鐵環連接。8.根據權利要求1所示的一種隧道拱頂空腔防護與加強裝置，其特征在于，所述加強鋼架和土工格柵網片上噴射混凝土，通過所述預埋灌注混凝土套管壓灌素混凝土，通過預埋吹砂套管栗入輕質球狀顆粒填充物。
【文檔編號】E21D20/00GK205503157SQ201620296772
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月11日
【發明人】湯曉輝
【申請人】湯曉輝