[發(fā)明專利]一種利用亭式支架處理隧道塌方的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010164054.7
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111365043B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海亮;張選山;李維洲;于福;何文勝;劉泉維;李川;王振彪;孔彪;孟祥豹;辛林;張勇;張文明;侯立德;熊久方;孟祥慧;姜世斌
• 申請（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué);中國交通建設(shè)股份有限公司;青島市西海岸軌道交通有限公司;青島第一市政工程有限公司;河北飛瀑環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: E21D19/04
• 分類號: E21D19/04;E21D15/44;E21D11/18;E21D11/15;E21D11/10
• 代理公司: 青島智地領(lǐng)創(chuàng)專利代理有限公司 37252
• 代理人: 陳海濱

本發(fā)明提供了一種利用亭式支架處理隧道塌方的方法，涉及隧道及地下工程技術(shù)領(lǐng)域。其適用于塌腔相對穩(wěn)定、塌腔高度較大、不易接頂?shù)那闆r。步驟包括:平整塌方體并將亭式支架移動至塌腔下方，利用液壓支柱頂升盾板至盾板下沿超過隧道初支拱架外輪廓線，在立柱下連接底柱并插入墊板。液壓支柱若發(fā)生回縮，立柱、底柱、墊板與液壓支柱將共同承受盾板傳遞的荷載。在盾板的保護(hù)下安裝并連接初支拱架，焊接立柱和相鄰初支拱架的交叉點(diǎn)，割除在初支拱架內(nèi)的立柱。撤出單體液壓支柱后，盾板的載荷由亭式支架平穩(wěn)轉(zhuǎn)移至初支棚架，噴射速凝混凝土至柵格拱架形成封閉殼體，泵送充填材料充填塌腔空間。該方法具有對液壓支柱頂升高度要求低，施工安全等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道及地下工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種利用亭式支架處理隧道塌方的方法。

背景技術(shù)

目前，常見的隧道塌方事故處理方法主要包括管棚法、回填法、套拱法、小導(dǎo)管注漿法、二次襯砌加強(qiáng)法等。其中，管棚法是沿開挖輪廓線鉆設(shè)與隧道軸線平行的鉆孔，而后插入不同直徑的鋼管，形成鋼管棚架的一種支護(hù)方法。回填法是在塌方空腔上方，從地表或隧道內(nèi)鉆孔注漿或者回填填充材料的一種處理方法。小導(dǎo)管注漿法則是在開挖塌體之前，沿隧道外輪廓線以一定仰角向掌子面前方打入帶注漿孔的小導(dǎo)管，通過注漿來充分填充圍巖空隙并形成一定厚度的結(jié)合體，以保證隧道輪廓穩(wěn)定的方法。

現(xiàn)有技術(shù)專利文獻(xiàn)：

專利文獻(xiàn)1提供了一種利用穿管組合拱架對隧道掘進(jìn)工作面塌方的處理方法(公開號：CN104989434B)，具體是在安全區(qū)架設(shè)套環(huán)拱架，在鋼管的保護(hù)下架設(shè)分段支護(hù)拱架以實(shí)現(xiàn)安全快速有效處理塌方作業(yè)的技術(shù)效果。但是仍存在以下問題：(1)塌方處理過程人工作業(yè)勞動強(qiáng)度大，施工效率較低；(2)塌方段的作業(yè)人員雖然有鋼管的保護(hù)，但在架設(shè)分段支護(hù)拱架時，作業(yè)人員仍然要直接暴露在塌腔下方，尤其是在步驟二中，在塌方區(qū)將分段支護(hù)拱架的拱頂段抬起至高于隧道初支輪廓線，作業(yè)人員將不得不暴露在塌腔下方，仍存在較大的安全隱患。

專利文獻(xiàn)2公開了一種隧道工作面塌方應(yīng)急處理方法(公開號：CN106545351B)，具體是在安全段用單體液壓支柱連續(xù)支護(hù)兩個拱梁，拱梁支撐在安全段的拱頂形成一個承載支點(diǎn)，楔形梁楔入塌方區(qū)工作面的部位為另一個承載支點(diǎn)。兩個承載支點(diǎn)支撐楔形頂梁，在楔形梁上部放置承載體，從而有效的處理塌方。但是仍存在以下問題：(1)施工效率低，雖然使用單體液壓支柱提高了安全段作業(yè)的施工效率，但塌方段的關(guān)鍵環(huán)節(jié)仍然是人工作業(yè)，施工效率并未得到有效提高；(2)存在安全隱患，塌方段的作業(yè)人員雖然有楔形頂梁保護(hù)，但在布置枕木等承載體時，作業(yè)人員仍然要直接暴露在塌腔下方，依然存在較大的安全隱患；(3)有效性受限：當(dāng)塌方段工作面圍巖為軟巖，造成支點(diǎn)不穩(wěn)定；或當(dāng)塌方段工作面圍巖太硬，致使楔形頂梁無法楔入工作面圍巖而形成支點(diǎn)，對于這兩種情況下，其記載的技術(shù)方案不能實(shí)現(xiàn)，從而無法實(shí)現(xiàn)預(yù)定的技術(shù)效果。

此外，單體液壓支柱在使用時，如果不能及時接頂則不能向頂板施加支撐力，當(dāng)塌腔頂板垮塌時，由于塌方瞬間壓力突然作用在單體液壓支柱上，單體液壓支柱的液壓油不能及時泄出，從而導(dǎo)致爆缸事故，即單體液壓支柱的油缸在沖擊壓力作用下瞬間變形或撐裂；所以在可能承受瞬間沖擊壓力的情況下，對單體液壓支柱的強(qiáng)度、剛度要求更高。在使用單體液壓支柱時，單體液壓支柱行程難以滿足盾板舉升高度的要求，尤其是塌腔深度較大時，使用液壓支柱存在難以接頂?shù)膯栴}。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)在處理隧道塌方過程中存在的問題，本發(fā)明提供了一種利用亭式支架處理隧道塌方的方法。該方法適用于塌腔相對穩(wěn)定，塌腔高度大，液壓支柱接頂困難的情況，解決了盾板支架穩(wěn)定性對液壓支柱的強(qiáng)度和剛度要求高，及塌方位置突然垮塌可能導(dǎo)致的爆缸問題；還有盾板荷載向初支棚架平穩(wěn)轉(zhuǎn)移的技術(shù)問題。具體的技術(shù)方案如下。

一種利用亭式支架處理隧道塌方的方法，步驟包括：

步驟1.安裝亭式支架結(jié)構(gòu)，包括裝配底座、盾板、立柱、縱向頂梁和橫向頂梁；縱向頂梁和橫向頂梁固定在盾板上，立柱固定在底座和盾板之間；