[发明专利]可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构

说明书

本发明公开了一种可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构，包括钢花管和测斜管，所述钢花管的管壁上设有用于渗浆的若干渗浆孔；所述钢花管的内壁上设有限位装置，所述测斜管连接于钢花管内，且测斜管的外壁与限位装置相配合，使得测斜管固定于钢花管内形成具有内外双环结构的管棚节段；本发明结构简单，在满足隧道洞口段超前支护功能的同时，也能实现对管棚自身挠曲变形的精确测量；其测量结果既为后续开挖施工提供准确的动态反馈信息，也为超前管棚支护结构的科学设计提供基础数据支撑。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及到一种可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构。

背景技术

超前管棚具有抗弯刚度大、超前范围长、施工便利等特点，常用于山岭隧道洞口段(或下穿段)的设计施工中，其施工工序如下：采用超前水平钻机在地层中打设水平钻孔；将带有渗浆孔的空心钢管(简称钢花管)插入钻孔中；向钢花管内压力注浆，使浆液完全充满钢花管内外空隙，并将周围松散地层有效固结。

从受力分析上看，超前管棚类似于预先埋置在地层中的梁结构，随着掌子面的推进，超前管棚承担了开挖所释放的部分围岩压力，从而减小了作用在初期支护上的围岩压力。但从设计角度上说，超前管棚所承担围岩压力的具体量值，很难通过理论分析或数值模拟得到，因此目前超前管棚支护的设计，基本仍处于经验类比的初级阶段。另一方面从实测角度上说，完全可以通过实测管棚自身的竖向挠度，进而反算出其所承担的围岩压力，但目前关于超前管棚竖向挠度的测量方法与测量装置，却基本处于空白状况。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单，操作方便，实用的可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构。

本发明是通过如下方式实现的：

可通过测斜仪来测量其自身竖向挠度的超前管棚支护结构，包括钢花管和测斜管，所述钢花管的管壁上设有用于渗浆的若干渗浆孔；所述钢花管的内壁上设有限位装置，

所述测斜管连接于钢花管内，且测斜管的外壁与限位装置相配合，使得测斜管固定于钢花管内形成具有内外双环结构的管棚节段；

多个管棚节段进行拼接时，第一个管棚节段的测斜管的下端与第二个管棚节段的测斜管的上端通过连接套，使得第一个管棚节段的测斜管与第二个管棚节段的测斜管相连通；第一个管棚节段的钢花管与第二个管棚节段的钢花管之间相连接，以此实现具有内外双环结构的管棚节段的接长，且位于最下端的测斜管的下端采用底套密封形成盲端，以防止浆液渗入测斜管内。

进一步地，位于最上端的测斜管的上端外壁上套设有橡胶止浆环，使其充分堵塞位于最上端的测斜管与钢花管之间的空隙。

进一步地，所述橡胶止浆环上设有注浆孔，水泥浆液通过注浆孔注入，使其充满测斜管与钢花管之间的空隙，并通过渗浆孔渗透到周围的土体中，形成完整的超前管棚支护结构。

进一步地，所述测斜管的内壁设有与测斜仪探头相配合的滑槽。

进一步地，所述限位装置为限位板。

本发明的有益效果在于：结构简单，使用方便，能实现对管棚自身挠曲变形的精确测量；其测量结果既为后续开挖施工提供准确的动态反馈信息，也为超前管棚支护结构的科学设计提供基础数据支撑。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1本发明钢花管结构示意图；

图2本发明测斜管结构示意图；