[發(fā)明專利]具有背貼式散體填充袋的隧道拱架及其安裝方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810352402.6
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108590702A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳勝玉
• 申請（專利權(quán)）人: 陳勝玉
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種具有背貼式散體填充袋的隧道拱架及其安裝方法。拱架括多個拱段，每個拱段與圍巖接觸的一面設(shè)置填充袋，填充袋采用透水、透氣材料制成，填充袋內(nèi)的填充物為散狀固體材料，遇液體或氣體凝固劑可快速凝固。填充物裝入填充袋內(nèi)后，用綁袋繩綁扎固定在拱架上，架設(shè)拱段，向填充袋表面噴凝固劑，使得填充物凝固。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能與圍巖完全緊密貼合，具有受理均勻、承載力高、成本低廉、施工速度快、操作簡單、安全等優(yōu)點，可廣泛適用于隧道施工中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道工程礦山法施工領(lǐng)域，涉及具有背貼式散體填充袋的隧道拱架及其安裝方法。

背景技術(shù)

拱架是礦山法開挖隧道中最重要的支護構(gòu)件之一，對隧道的穩(wěn)定性和施工人員的人身安全起著重要作用。但是，不管采用哪種開挖方法，不管開挖如何精心，開挖面都是凹凸不平的，拱架很難與圍巖緊密地、全面地直接接觸，即使有接觸也是局部的；再加上架設(shè)不到位，可以說拱架與圍巖是不密貼的，存在局部或全部懸空的狀態(tài)。在這種情況下，拱架多數(shù)受局部集中荷載或偏壓荷載的作用，因此，型鋼鋼架是易于變形（易于彎曲或屈服）的支護構(gòu)件。為此，拱架架設(shè)后要用墊塊、楔塊等楔緊，以調(diào)整力的分布，使之充分發(fā)揮支護作用。試驗結(jié)果表明，拱架與圍巖接觸點越多，接觸越緊密，拱架的承載力越高?！惰F路隧道工程施工技術(shù)指南》中規(guī)定：“沿鋼架外緣每隔2米用鋼楔或混凝土預(yù)制塊楔緊”，但由于圍巖表面凹凸不平，無規(guī)律可循，每榀拱架所需的楔塊尺寸都不同，制造成本很高；拱架架設(shè)完成后，在拱架與圍巖的間隙間打入楔塊，勞動強度大，而且擊打的振動力可能會振落圍巖中的小石塊，威脅施工人員的安全，因此在實際工程中拱架上沒有設(shè)置楔塊，拱架與圍巖基本不接觸。。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種能與圍巖完全緊密貼合的隧道拱架，它具有承載力高、成本低廉、施工速度快、操作簡單、安全等優(yōu)點。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

具有背貼式散體填充袋的隧道拱架，包括n個拱段，其中n為不小于1的正整數(shù)，所述的n個拱段中，每個拱段與圍巖接觸的一面設(shè)置m個填充袋，m為不小于1的正整數(shù)，所述的填充袋采用透水、透氣材料制成，保證液體或氣體凝固劑能滲透進入袋體，填充袋內(nèi)的填充物為干燥狀態(tài)下易變形、遇液體或氣體凝固劑可快速凝固、凝固時微膨脹的固體材料。

優(yōu)選的，所述的拱架上設(shè)置若干圓孔，填充袋通過繩子綁扎固定在拱架上，繩子穿過拱架上的圓孔。

更優(yōu)選的，所述的填充袋采用土工布制作，寬度拱架寬度相等，體積等于拱架與圍巖之間間隙的體積。

更優(yōu)選的，所述的填充物為噴射混凝土干拌料，凝固劑為水。拱架一般與噴射混凝土聯(lián)合使用，填充物采用噴射混凝土干拌料，可使拱架與周圍噴射混凝土更好的貼合。

具有背貼式散體填充袋的隧道拱架的安裝方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟：

步驟1：隧道開挖后，用三維激光掃描得出拱架與圍巖之間間隙的體積；

步驟2：間隙體積除以填充物的凝固膨脹系數(shù)得出填充物體積；

步驟3：將填充物裝入填充袋內(nèi)，并用扎口繩綁緊袋口；

步驟4：將填充袋用繩子綁扎固定在拱架上，繩子穿過拱架上的圓孔；

步驟5：架設(shè)拱架；

步驟6：向填充袋表面噴凝固劑，使得填充物凝固。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點：

1.不論開挖面多么凹凸不平，拱架都能與圍巖緊密地、全面地直接接觸，不存在局部或全部懸空的狀態(tài)，拱架受力均勻，能充分發(fā)揮拱架的承載力；

2.填充袋、填充物和凝固劑采用隧道施工常用的材料制作，成本低廉；