[实用新型]一种基于玻璃纤维管锚杆注浆的掌子面加固系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于玻璃纤维管锚杆注浆的掌子面加固结构，适用于软弱围岩地段大断面隧道的掌子面加固。

背景技术

随着我国公路铁路事业高速发展，越来越多的隧道面临软弱围岩地段的大断面浅埋施工难题，这类隧道在施工过程中经常发生隧道塌方，冒顶等事故，给隧道建设带来很大困扰。

为了避免隧道变形过大发生事故,在软弱围岩大断面浅埋隧道施工过程中,往往采用台阶、CD、CRD、双侧壁导坑等工法施工,但是这些施工方法施工程序复杂、材料浪费严重、工期缓慢,难以满足当前隧道建设的迫切需要。因此，研发一种结构简单，施工方便且能有效解决隧道围岩软弱，掌子面容易失稳等地区快速施工难题的加固结构成为工程技术人员研究的一个重要课题。

发明内容

为了解决围岩软弱地区掌子面容易失稳给快速施工带来的不便，成本高的问题，本实用新型提出一种基于玻璃纤维管锚杆注浆的掌子面加固结构，本实用新型能够大大提高在隧道开挖过程中掌子面区域的稳定性，能很好地减少发生坍塌的概率，提高施工的安全性。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种基于玻璃纤维管锚杆注浆的掌子面加固系统，至少包括掌子面，掌子面上设置有呈矩阵分布的安装孔，矩阵状分布的安装孔的横向间距为0.8～2米，竖向间距为0.8～2米；所述的安装孔的深度为10～30米，安装孔的方向沿着隧道的掘进方向，所述的安装孔中固定有玻璃纤维管锚杆，所述的玻璃纤维管锚杆通过注浆固定于安装孔中，所述的玻璃纤维管锚杆的直径为20～50毫米。

安装孔的深度为20米。

所述的玻璃纤维管锚杆的直径为32毫米。

矩阵状分布的安装孔的横向间距与竖向间距相同，均为1.5米。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：本新型提供的玻璃纤维管锚杆掌子面加固系统成本低廉，技术成熟，极大地减小了易失稳掌子面的施工难度，大大提高了施工效率和安全性，为后续开挖施工创造了有利条件。本方案施工操作工艺流程简单且均在隧道内进行，施工占用时间少，不会对其它工序造成影响。

附图说明

图1为本实用新型提供的掌子面加固系统的结构示意图；

图中：1-掌子面，2-玻璃纤维管锚杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细具体的说明。

本实用新型提供的基于玻璃纤维管锚杆注浆的掌子面加固系统如图1所示，掌子面1上设置有呈矩阵分布的安装孔，矩阵状分布的安装孔的横向间距为0.8～2米，竖向间距为0.8～2米；本实施例中，矩阵状分布的安装孔的横向间距与竖向间距相同，均为1.5米。所述的安装孔的深度为10～30米，本实施例中安装孔的深度为20米。安装孔的方向沿着隧道的掘进方向，所述的安装孔中固定有玻璃纤维管锚杆2，所述的玻璃纤维管锚杆2通过注浆固定于安装孔中，所述的玻璃纤维管锚杆的直径为20～50毫米，本实施例中所述的玻璃纤维管锚杆的直径为32毫米。

本实施例中所提供的掌子面加固系统的施工方法如下：

1、施工准备

①整平掌子面，安放钻机至少需要6～8米长的作业平台。

②准备钻孔机械，检查钻机，配齐需要的风水电设施。

③采购玻璃纤维管：配备连接元件。

④准备水泥注浆机、制浆机，注浆管等配套设施。

2、钻孔

钻机钻孔，从最上边的一排钻起。为防止坍孔安装玻纤管困难，钻孔到位后立即拔出钻杆，插入玻纤管。每钻完成一个孔立即插入一根锚杆。钻孔时可以先采用60毫米的钻头试验。如果成孔困难再改用90毫米的钻头。

3、安装玻纤管

根据设计长度，把管子事先连接成一整根。待成孔后立即插入。安装时要小心谨慎，防止折断。

4、注浆

注浆管与止浆阀连接要牢固。待浆液注满并溢出孔口时，用土工布堵塞孔口，关闭阀门。

注浆顺序按“由内到外、由上到下、有中间到两侧”的原则进行。

采用普通水泥单液浆，注浆材料配比为W:C＝(0.6～1):1。

注浆量估算:孔深＝20米，孔径＝0.09米，则：

每根理论注浆量：V＝3.14*0.09*0.09/4*20＝0.13立方米；

施工时应适当考虑富余量。

5、三台阶七步法开挖掘进

本实用新型采用玻璃纤维管锚杆加固掌子面后，待挖核心土体稳定性大大提高，为后续开挖提供了很有利的条件。同时掌子面纵向位移大幅减少(30％以上)，能充分发挥玻璃纤维的抗拉性能，有效控制掌子面开挖过程中的坍塌发生，使两水隧道施工安全性大大提高。掌子面稳定后，按照三台阶七步法正常施做开挖，按照规定，每次开挖1榀，由于玻纤管具有脆性，开挖时很容易挖断，不需要特殊处理。待第一循环的玻纤管剩余约3米长时，停止开挖，施做下一个循环的玻纤管。