[发明专利]一种防隧道洞口围岩坍塌装置及施工方法

说明书

本发明公开了防隧道洞口围岩坍塌装置及施工方法，包括最先打入围岩的超前注浆锚杆，以及之后安装的多层支护装置，依次为：第一防护层、防水层、加强导管、第二防护层、加强支架层、二次衬砌层、拱脚加固层；加强导管采用双层钢套的形式，内钢套同心地设置在外钢套内部，尾部设有钢杆钉，加强支架层由四根钢管依次连接，包括两根倒“L”形钢管和两根斜支撑钢管；在第一防护层、防水层、加强导管、第二防护层、加强支架层铺设完成后，在隧道底部设置仰拱，随后对隧道整体铺设二次衬砌层，再在拱脚喷射混凝土构成拱脚加固层。本发明具有多重支护、安全稳定、结构简单、安装方便的特点，并具有排水、随时监控的功能，能有效避免围岩坍塌。

技术领域

本申请涉及一种围岩防坍塌装置及施工方法，具体涉及一种防隧道洞口围岩坍塌装置及施工方法。

背景技术

隧道洞口围岩的结构一般较松弱，根据围岩分级的理念，常为Ⅳ级、Ⅴ级，属于较差的围岩，需要较强的支护，以抵抗围岩的沉降；另一方面，隧道洞口经常受雨水冲刷，进一步降低的围岩的强度；现有技术中，常采用超前导管、锚杆、初期支护和二次衬砌等方面对隧道洞口围岩的进行加强，但还是会出现围岩沉降、漏水、裂缝、甚至坍塌等情况，其原因在于支护强度不够。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防隧道洞口围岩坍塌装置及施工方法，具有多重支护、安全稳定、结构简单、安装方便的特点，并具有排水、随时监控的功能，能有效避免围岩坍塌。

本发明的具体技术方案是这样实现的：

一种防隧道洞口围岩坍塌装置包括最先打入围岩的超前注浆锚杆，以及之后安装的多层支护装置，依次为：第一防护层、防水层、加强导管、第二防护层、加强支架层、二次衬砌层、拱脚加固层；

第一防护层由钢筋网和喷射混凝土构成；

防水层采用高分子复合防水材料；

加强导管，加强导管安装在遂道拱腰的侧壁上，加强导管采用双层钢套的形式，内钢套同心地设置在外钢套内部，外钢套与内钢套之间间隔出注浆空间，且外钢套与内钢套通过连接杆焊接在一起；外钢套与内钢套的前端部相对应的位置的圆周上均匀开设至少两个孔，至少两个钢杆钉安装在孔内；当加强导管未装入遂道拱腰的侧壁上时，钢杆钉不突出于外钢套，当加强导管装入遂道拱腰的侧壁上时，采用圆锥形钢棒从内钢套伸入，钢杆钉的头部受到圆锥形钢棒外周面的径向挤压从而钢杆钉的尾部突出于外钢套，随着圆锥形钢棒逐渐深入，钢杆钉主体扎入遂道围岩内，之后圆锥形钢棒退出，通过注浆机对加强导管的内钢套的空间及外钢套与内钢套之间的空间内注射混凝土；随后加强导管焊接在第二防护层的钢拱架上；

第二防护层由格栅式钢拱架组成，其形状与开挖面截面的弧度相匹配；格栅式钢拱架为多段式设计，需要安装时，隧道内将各分段式格栅式钢拱架组装起来；

加强支架层由四根钢管依次连接，包括两根倒“L”形钢管和两根斜支撑钢管；两根倒“L”形钢管对称布置在遂道洞口的两侧，每根倒“L”形钢管的一端垂直插入隧道底部，另一端插入遂道的拱腰和拱顶之间的侧壁内，对倒“L”形钢管插入隧道底部的部分设置锁脚锚杆；两根斜支撑钢管的一端在隧道拱顶的正中间相连接，且均抵靠在拱顶顶部，并以拱顶的中轴线为对称轴，对称分布于遂道洞口的两侧，两根斜支撑钢管的另一端分别与倒“L”形钢管上端部的弯角处连接；在隧道深度方向上，加强支架层可并列设有多组，两组之间通过交叉式钢管连接，交叉式钢管与倒“L”形钢管的焊接；

在第一防护层、防水层、加强导管、第二防护层、加强支架层铺设完成后，在隧道底部设置仰拱，随后对隧道整体铺设二次衬砌层，为了防止拱脚下沉失稳，再在拱脚喷射混凝土构成拱脚加固层。

所述装置还包括排水系统，排水系统具体包括纵向引水管、横向引水管及排水渠；纵向引水管设置在隧道底部两侧的隧道拱脚处，纵向引水管通过横向引水管接入隧道底部下方的排水渠。