[发明专利]一种地铁隧道安全施工装置及施工方法

说明书

本发明涉及一种地铁隧道安全施工装置，属于隧道施工技术领域，包括中空的锚杆，所述锚杆上设置有注浆孔，所述锚杆的侧壁沿锚杆的周向开设有至少三个活动孔，所述锚杆内固定设置有至少两个固定环，所述固定环的中轴线与锚杆的中轴线共线，所述固定环内滑动穿设有沿锚杆轴向延伸的驱动杆，所述驱动杆上铰接有穿过活动孔并向外延伸的支撑杆，支撑杆的长度大于锚杆的半径，所述锚杆靠近开口处套设有用于封闭锚孔的堵浆塞。将锚杆插入锚孔内，在支撑杆的支撑下，锚杆处于锚孔的中间位置，锚杆外的混凝土层分布均匀，提高锚杆与土体之间的抓持力，进而增加锚杆对土体的支撑性能，提高隧道施工的安全性。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及一种地铁隧道安全施工装置及施工方法。

背景技术

目前，地铁已经成为我国大城市最主要的出行方式之一，而在地铁修建的过程中，需要进行地铁隧道施工，新奥法是目前地铁隧道施工的一种主要的施工方法。

新奥法是在利用围岩本身所具有的承载效能的前提下，采用毫秒爆破和光面爆破技术，进行全断面开挖施工，并以形成复合式内外两层衬砌来修建隧道的洞身，即以喷混凝土、锚杆、钢筋网、钢支撑等为外层支护形式，称为初次柔性支护，系在洞身开挖之后必须立即进行的支护工作。因为蕴藏在山体中的地应力由于开挖成洞而产生再分配，隧道空间靠空洞效应而得以保持稳定，也就是说，承载地应力的主要是围岩体本身，而采用初次喷锚柔性支护的作用，是使围岩体自身的承载能力得到最大限度的发挥，第二次衬砌主要是起安全储备和装饰美化作用。

在喷锚施工时，即在隧道开挖端面将若干的锚杆沿隧道设计顶面打入土层中的锚孔内，而锚杆在插入锚孔内后，需要向锚杆内灌注水泥混凝土，而水泥混凝土将从锚杆上的注浆孔排出，待水泥混凝土凝固后，起到支撑土体的作用。

但是，在将锚杆插入锚孔内的过程中，锚杆在重力的作用下，将会与锚孔的底壁抵触，很难保证锚杆处于锚孔的中间位置，从而导致灌注水泥混凝土后，锚杆外的混凝土层分布不均匀，削弱锚杆与锚孔周边土体之间的抓持力，影响锚杆的支撑作用，使得隧道在施工过程中会有发生塌方的危险，施工安全性低。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种地铁隧道安全施工装置，具有可使锚杆处于锚孔的中间位置，提高锚杆的支撑性能，提高施工的安全性的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种地铁隧道安全施工装置，包括中空的锚杆，所述锚杆上设置有注浆孔，所述锚杆一端开口、另一端封闭，所述锚杆的侧壁沿锚杆的周向开设有至少三个活动孔，所述锚杆内固定设置有至少两个固定环，所述固定环的中轴线与锚杆的中轴线共线，所述固定环内滑动穿设有沿锚杆轴向延伸的驱动杆，所述驱动杆上铰接有穿过活动孔并向外延伸的支撑杆，支撑杆的长度大于锚杆的半径，所述锚杆靠近开口处套设有用于封闭锚孔的堵浆塞。

实施上述技术方案，将锚杆插入锚孔内后，向锚杆内推动驱动杆，驱动杆带动支撑杆向活动孔外运动，直到支撑杆与锚孔的孔壁抵紧为止，此时在支撑杆的支撑下，锚杆处于锚孔的中间位置，从而使得灌注水泥混凝土后，锚杆外的混凝土层分布均匀，提高锚杆与土体之间的抓持力，保证水泥混凝土与锚孔孔壁良好的粘接以及对锚杆的握裹，进而增加锚杆对土体的支撑性能，提高隧道施工的安全性。

本发明进一步设置为：每个所述支撑杆伸出活动孔外的一端铰接有用于与锚孔孔壁抵触的支撑板。

实施上述技术方案，在将锚杆插入锚孔的过程中，向锚杆外拉动驱动杆，使支撑板与锚杆的外壁贴紧，以避免锚杆在插入锚孔的过程中支撑板干涉锚杆；当锚杆处于锚孔的中间位置时，支撑板与锚孔的孔壁抵触，而支撑板增大了与锚孔孔壁的接触面积，防止支撑杆插入锚孔的土层内。

本发明进一步设置为：所述支撑板设置为可与锚杆外壁贴合的弧形板，且所述支撑板的面积大于活动孔的面积。