本實用新型涉及支護機構(gòu)，具體涉及一種漂卵石隧道超前支護結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著公路向河谷、漫灘、山麓、海岸、階地等處不斷延伸，隧道建設(shè)越來越多的面臨著地質(zhì)情況復(fù)雜多變的問題，特別是在河谷階地普遍存在的砂卵石、漂石層中修建隧道時，不但施工困難、進度慢、工程安全風(fēng)險大，而且地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生也更為普遍且災(zāi)害性強烈。砂卵石、漂石層隧道開挖一觸即塌，必須采取適當?shù)某邦A(yù)加固措施改善和加固圍巖。然而，傳統(tǒng)的超前大管棚、超前小導(dǎo)管在該地層存在成孔困難、易卡鉆且對圍巖擾動大等問題；地表鉆孔注漿，同樣存在成孔困難，并且由于漂卵石圍巖松散、孔隙率大、漿液流動范圍難以控制、加固效果很不確定。因此，急需結(jié)合砂卵石、漂石層特殊的工程特性研究必要的新型超前支護結(jié)構(gòu)來保證該特殊地層隧道施工安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本實用新型的目的在于提供漂卵石隧道超前支護結(jié)構(gòu)，能夠有效解決當前砂卵石、漂石層隧道施工中普遍存在的超前支護成孔困難、易卡鉆且對圍巖擾動大等問題，減少施工對圍巖造成的擾動，有效改善隧道圍巖，充分發(fā)揮圍巖自承能力，從而確保隧道施工安全。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

一種漂卵石層隧道超前支護結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在隧道洞口處的混凝土套拱，隧道拱頂沿隧道縱向設(shè)置有自進式中空注漿管棚；相鄰自進式中空注漿管棚之間嵌有沿隧道縱向布置的雙層自進式中空注漿錨桿，包括：上層自進式中空注漿錨桿和下層自進式中空注漿錨桿；隧道內(nèi)設(shè)置有型鋼拱架，所述上層自進式中空注漿錨桿和下層自進式中空注漿錨桿尾部與型鋼拱架焊接固定。

進一步的，所述自進式中空注漿管棚排列在隧道開挖輪廓線外側(cè)，并在隧道拱頂120°范圍內(nèi)設(shè)置。

進一步的，所述上層自進式中空注漿錨桿長度為3～3.5m，以40～45°外插角打入圍巖，錨桿環(huán)向間距為35～40cm，縱向排距為100～110cm；所述下層自進式中空注漿錨桿長度為2.5～3.0m，以10～15°外插角打入圍巖，錨桿環(huán)向間距為35～40cm，縱向排距為100～110cm。

進一步的，所述混凝土套拱上預(yù)設(shè)有用于施作自進式中空注漿管棚的導(dǎo)向管，所述導(dǎo)向管環(huán)向間距為35～40cm，仰角1～3°。

進一步的，所述自進式中空注漿管棚包括沖擊器，所述沖擊器前端設(shè)置有合金鉆頭，后端通過連接套連接設(shè)置有注漿孔的鉆桿，所述鉆桿為空心結(jié)構(gòu)并在尾部設(shè)置有止?jié){段。

進一步的，所述上層自進式中空注漿錨桿和下層自進式中空注漿錨桿均包括設(shè)置有注漿孔的桿體，桿體前端設(shè)置有錨桿合金鉆頭，所述桿體后端設(shè)置有止?jié){塞，并通過帶有球形螺母和拱形墊板固定；所述桿體上設(shè)置有用于延長桿體長度的連接套。

進一步的，所述注漿孔為梅花形注漿孔，孔間距為30～35cm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益的技術(shù)效果：通過設(shè)置鋼筋混凝土套拱，并采用自進式中空注漿管棚，保證管棚長度滿足要求，解決了漂卵石層管棚施工成孔難、易卡鉆、施工效率低的問題；通過布置雙層的超前錨桿并注漿使掌子面前方圍巖形成厚度較大的拱式棚架，保證在上部厚殼棚架的保護下進行下部隧道的開挖。通過采用小管徑的中空注漿管棚和錨桿可減少對圍巖的擾動，充分發(fā)揮圍巖自承能力；自進式中空注漿管棚和雙層超前錨桿組合加固確保洞口段進洞施工安全，進洞后根據(jù)洞內(nèi)圍巖情況，雙層錨桿可方便調(diào)整為單層或長度加長。以上發(fā)明在有效提高砂卵石、漂石層隧道超前支護施工效率的前提下，可保證隧道工程安全可靠。

進一步的，通過在混凝土套拱上設(shè)置導(dǎo)向管，確保自進式中空注漿管棚位置和孔口方向準確就位，使管棚加固范圍明確、可靠。

進一步的，通過設(shè)置梅花形注漿孔，鉆桿和桿體上花孔注漿使?jié){液擴散固結(jié)，提高圍巖的粘聚力。

附圖說明

圖1為本實用新型的隧道超前支護橫斷面示意圖。

圖2是本實用新型的隧道超前支護縱斷面示意圖。

圖3是本實用新型的自進式中空注漿管棚構(gòu)造示意圖。

圖4是本實用新型的自進式中空注漿錨桿構(gòu)造示意圖。

其中：1-鋼筋混凝土套拱，2-自進式中空注漿管棚，201-合金鉆頭，202-沖擊器，203-連接套，204-鉆桿，205-注漿孔，206-止?jié){段；3-下層自進式中空注漿錨桿，301-錨桿合金鉆頭，302-桿體，303-錨桿連接套，304-止?jié){塞，305-拱形墊板，306-球形螺母；4-上層自進式中空注漿錨桿，5-導(dǎo)向管，6-型鋼拱架。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述。

參見圖1、圖2，本發(fā)明提供的漂卵石隧道超前支護結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在隧道洞口處的混凝土套拱1，混凝土套拱1上預(yù)設(shè)有用于施作自進式中空注漿管棚2的導(dǎo)向管5，隧道拱頂沿隧道縱向設(shè)置有自進式中空注漿管棚2，自進式中空注漿管棚2排列在隧道開挖輪廓線外側(cè)，并在隧道拱頂120°范圍內(nèi)設(shè)置。相鄰自進式中空注漿管棚2之間嵌有沿隧道縱向布置的雙層自進式中空注漿錨桿，包括：上層自進式中空注漿錨桿3和下層自進式中空注漿錨桿4；隧道內(nèi)設(shè)置有型鋼拱架6，型鋼拱架6縱向間距為50cm。所述上層自進式中空注漿錨桿3和下層自進式中空注漿錨桿4尾部與型鋼拱架6焊接固定。

混凝土套拱1采用C35鋼筋混凝土施作，并將導(dǎo)向管5固定在混凝土套拱1內(nèi)，導(dǎo)向管5安裝時應(yīng)嚴格控制鋼管環(huán)向間距35～40cm，仰角在1～3°，確?？卓谖恢煤头较驕蚀_。

參見圖3，自進式中空注漿管棚2包括沖擊器202，所述沖擊器前端設(shè)置有合金鉆頭201，后端通過連接套203連接設(shè)置有注漿孔205的鉆桿204，所述鉆桿204為空心結(jié)構(gòu)并在尾部設(shè)置有止?jié){段206。后續(xù)鉆桿204之間采用連接套203接長。

上層自進式中空注漿錨桿4長度為3～3.5m，以40～45°外插角打入圍巖，錨桿環(huán)向間距為35～40cm，縱向排距為100～110cm；所述下層自進式中空注漿錨桿3長度為2.5～3.0m，以10～15°外插角打入圍巖，錨桿環(huán)向間距為35～40cm，縱向排距為100～110cm。參見圖4，所述上層自進式中空注漿錨桿3和下層自進式中空注漿錨桿4均包括設(shè)置有注漿孔的桿體302，桿體302前端設(shè)置有錨桿合金鉆頭301，所述桿體302后端設(shè)置有止?jié){塞304，并通過帶有球形螺母306和拱形墊板305固定；所述桿體302上設(shè)置有用于延長桿體302長度的連接套303。

所述注漿孔為梅花形注漿孔，孔間距為30～35cm。

施工時，在隧道開挖前首先施作鋼筋混凝土套拱1，鋼筋混凝土套拱1上預(yù)設(shè)有導(dǎo)向管5，通過導(dǎo)向管5施作自進式中空注漿管棚2，待所有自進式中空注漿管棚2施作完成后開挖進洞；開挖進洞后在洞內(nèi)立即架設(shè)型鋼拱架6，并施作雙層超前錨桿，將超前錨桿3和4的尾部與型鋼拱架焊接固定在一起；在管棚2和雙層超前錨桿的保護下進行隧道的持續(xù)開挖。

通過上述發(fā)明的砂卵石、漂石層隧道洞口段超前支護結(jié)構(gòu)，可以確保管棚位置和孔口方向準確就位，使管棚加固范圍明確、可靠，通過采用合金鉆頭和沖擊器保證管棚長度滿足要求，并且可大幅度提高管棚施工效率，雙層自進式超前錨桿并注漿使掌子面前方圍巖形成厚度較大的拱式棚架，保證在上部厚殼棚架的保護下進行下部隧道的開挖；通過采用小管徑的中空注漿管棚和錨桿減少對圍巖的擾動，充分發(fā)揮圍巖自承能力；自進式中空注漿管棚和雙層超前錨桿組合加固確保洞口段進洞施工安全；進洞后根據(jù)洞內(nèi)圍巖情況，雙層錨桿可方便調(diào)整為單層或長度加長，施工靈活、方便調(diào)整。