一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构的制作方法

    技术2025-02-14  51


    本技术涉及隧道施工,具体是一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构。


    背景技术:

    1、在隧道施工中管棚结构是重要的预前工作,开挖隧道通常在开挖前都需进行超前预支护加固,采用自进式管棚结构来对隧道山体进行注浆加固,在管棚钻进结束后必须注浆,注浆浆液经布设在管壁上的溢浆孔压入围岩裂隙中,使松散岩体胶结、固结,相当于对软弱地层进行加筋(加肋)的方式,改善或者提高软弱、破碎围岩的物理力学性质,增强了围岩的自承受能力,达到了加固管棚周边围岩的目的,从而起临时超前支护防止围岩体坍塌的作用,而在极高应力的隧道环境下岩体完整,岩质较软,自稳能力较差,基岩裂隙水主要赋存于基岩节理裂隙中,施工过程中可能产生小型坍塌,侧壁易失稳,可能产生掉块现象,破碎软弱围岩岩体裂隙发育,亲水矿物含量较多,遇水发生涨缩,强度衰减快,隧道施工过程中,围岩会产生大变形,围岩应力调整时间增长,因此,对于自进式管棚结构的承重力具有更大的考验。

    2、现有的自进式管棚结构在使用过程中,管棚与钢管之间的连接加固性不佳,不易于加固钢管的同时,不能够根据钢管的插入情况,适应性调整钢管与管棚之间的外插角度,降低钢管在预先安装时的可调整性,同时管棚的梁拱结构承重力缺少加固结构,降低了防变形的效果,使得容易造成隧道涵洞支护困难变形。

    3、因此,本领域技术人员提供了一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,以解决上述背景技术中提出的问题。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的在于提供一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,以解决上述背景技术中提出的现有的管棚与钢管之间的连接加固性不佳,管棚的梁拱结构承重力缺少加固结构的问题。

    2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

    3、一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,包括:内梁拱,所述内梁拱的外侧安装有外梁拱,所述外梁拱与内梁拱之间设置有用于加固的支撑型钢,所述支撑型钢的表面由外往内贯穿安装有加固钢管,所述外梁拱的外壁固定焊接有工字座,且工字座的内部安装有钢管,所述工字座的表面穿插设置有螺纹插杆,且螺纹插杆在工字座上的穿插位置外侧设置有固定管口,所述固定管口与工字座的外壁为一体化固定连接,所述螺纹插杆的外侧套设有异形螺帽,且螺纹插杆的前端部连接有贴片,所述螺纹插杆的后端部插接有异形插销。

    4、作为本实用新型中再进一步的方案,所述异形螺帽的外部形状呈外窄内宽,且异形螺帽的后端与螺纹插杆之间为螺纹连接,所述异形螺帽的前端与固定管口之间为螺纹连接。

    5、作为本实用新型中再进一步的方案,所述异形螺帽的内侧设置有防滑螺纹,所述螺纹插杆与异形插销之间为尺寸相互配合。

    6、作为本实用新型中再进一步的方案,所述钢管的表面设置有可注浆溢出的溢浆孔,所述钢管的前端一体化设置有对接头,所述钢管的后端固定连接有钻杆头。

    7、作为本实用新型中再进一步的方案,所述钢管的内部设置有内插钢筋架,且内插钢筋架的表面套接安装有钢筋,所述钢筋远离内插钢筋架的一端安装有钢片。

    8、作为本实用新型中再进一步的方案,所述支撑型钢与加固钢管之间设置有紧固螺栓,所述加固钢管通过紧固螺栓固定于支撑型钢的内部,且加固钢管呈“v”型分布。

    9、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

    10、1、通过工字座的设置,工字座不仅加强了钢管与外梁拱之间的连接稳定性,还通过其工字型的结构设计,提供了对钢管的支撑和导向作用,避免钢管的角度的歪斜,在极高地应力隧道环境中,增加了稳定性,提高加固效果,能够确保管棚结构的整体性和承载能力,此外,工字座内部的螺纹插杆与异形螺帽的配合,使得钢管在插入过程中可以根据实际情况调整外插角度,提高了钢管在预先安装时的可调整性,异形螺帽的外窄内宽设计,便于其在固定管口上的安装与拆卸,同时其内侧的防滑螺纹能够确保与螺纹插杆和固定管口之间的紧密连接,防止松动。

    11、2、支撑型钢与加固钢管之间的紧固螺栓连接,确保了加固钢管在支撑型钢内部的稳定性。加固钢管的“v”型分布不仅增强了梁拱结构的承重力,还提高了其抗变形能力,使得整个管棚结构在极高地应力环境下能够保持更好的稳定性,本实用新型通过优化管棚结构的连接方式和加固措施,提高了其在极高地应力隧道中的稳定性和承载能力,为隧道施工提供了更加可靠和安全的保障。



    技术特征:

    1.一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,其特征在于,所述异形螺帽(404)的外部形状呈外窄内宽,且异形螺帽(404)的后端与螺纹插杆(402)之间为螺纹连接,所述异形螺帽(404)的前端与固定管口(401)之间为螺纹连接。

    3.根据权利要求1所述的一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,其特征在于,所述异形螺帽(404)的内侧设置有防滑螺纹,所述螺纹插杆(402)与异形插销(405)之间为尺寸相互配合。

    4.根据权利要求1所述的一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,其特征在于,所述钢管(5)的表面设置有可注浆溢出的溢浆孔(502),所述钢管(5)的前端一体化设置有对接头(501),所述钢管(5)的后端固定连接有钻杆头(503)。

    5.根据权利要求1所述的一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,其特征在于,所述钢管(5)的内部设置有内插钢筋架(6),且内插钢筋架(6)的表面套接安装有钢筋(601),所述钢筋(601)远离内插钢筋架(6)的一端安装有钢片(602)。

    6.根据权利要求1所述的一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,其特征在于,所述支撑型钢(3)与加固钢管(301)之间设置有紧固螺栓(302),所述加固钢管(301)通过紧固螺栓(302)固定于支撑型钢(3)的内部,且加固钢管(301)呈“v”型分布。


    技术总结
    本技术公开了一种应用于极高地应力隧道的自进式管棚结构,包括:内梁拱,所述内梁拱的外侧安装有外梁拱,所述外梁拱与内梁拱之间设置有用于加固的支撑型钢,所述支撑型钢的表面由外往内贯穿安装有加固钢管,所述外梁拱的外壁固定焊接有工字座,且工字座的内部安装有钢管,所述工字座的表面穿插设置有螺纹插杆,且螺纹插杆在工字座上的穿插位置外侧设置有固定管口,所述固定管口与工字座的外壁为一体化固定连接;通过工字座的设置,工字座不仅加强了钢管与外梁拱之间的连接稳定性,还通过其工字型的结构设计,提供了对钢管的支撑和导向作用,避免钢管的角度的歪斜,在极高地应力隧道环境中,能够确保管棚结构的整体性和承载能力。

    技术研发人员:亢伟,党军杰,戴志勤,熊敏,杨勇,刘兵
    受保护的技术使用者:中铁二十局集团第五工程有限公司
    技术研发日:20240522
    技术公布日:2024/10/24
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