傾斜隧道的超前支護(hù)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種傾斜隧道的超前支護(hù)，包括：在待挖掘的傾斜隧道中的待挖掘的導(dǎo)洞的圍巖、從所述待挖掘的導(dǎo)洞的掌子面、向所述待挖掘的導(dǎo)洞的圍巖中根據(jù)設(shè)定的注漿孔間距打設(shè)的注漿孔，以及從所述注漿孔注入、并滲透到所述待挖掘的導(dǎo)洞的圍巖后凝固的漿液；其中，所述注漿孔間距是根據(jù)設(shè)計(jì)的導(dǎo)洞高度和跨度確定的。本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，對(duì)于待挖掘的傾斜隧道，其掌子面超前支護(hù)處的圍巖的黏聚力、內(nèi)摩擦角，以及設(shè)計(jì)的導(dǎo)洞高度和跨度可以使得待挖掘的導(dǎo)洞的掌子面的穩(wěn)定性系數(shù)超過(guò)穩(wěn)定性閾值；從而確保掌子面的穩(wěn)定性，可以提高導(dǎo)洞挖掘過(guò)程中的安全性。
【專利說(shuō)明】?jī)A斜隧道的超前支護(hù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及隧道工程領(lǐng)域，尤其涉及一種傾斜隧道的超前支護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]地鐵、公路、鐵路、水利水電等工程建設(shè)中經(jīng)常需要修建隧道工程。除了需要挖掘水平或近似水平的隧道外，還需要挖掘傾斜隧道；例如地鐵進(jìn)出站的樓梯通道、鐵路隧道的斜井和水電地下廠房的壓力管道等。
[0003]當(dāng)需要對(duì)待挖掘的傾斜隧道進(jìn)行逆坡仰挖(即從傾斜隧道的底端開始沿隧道延伸方向挖掘)時(shí)，施工人員通常利用豎井等通道挖掘到待挖掘的傾斜隧道的底端位置；確定出待挖掘的傾斜隧道的掌子面，本文中的掌子面是指挖掘隧道過(guò)程中，沿隧道延伸方向推進(jìn)且垂直于水平面的挖掘面；從待挖掘的傾斜隧道的掌子面處開始沿傾斜隧道的延伸方向，施作超前錨桿、超前管棚等超前支護(hù)。
[0004]基于超前支護(hù)，經(jīng)常采用CRD (CRoss Diaphragm，交叉中隔壁)法對(duì)待挖掘的傾斜隧道進(jìn)行挖掘。一種CRD法包括:設(shè)計(jì)人員將待挖掘的傾斜隧道的掌子面劃分成若干個(gè)待挖掘的導(dǎo)洞的掌子面；對(duì)于一個(gè)待挖掘的導(dǎo)洞，該導(dǎo)洞的掌子面如圖1所示，本文將該導(dǎo)洞掌子面輪廓線與水平面相交的兩個(gè)相距最遠(yuǎn)的點(diǎn)之間的距離作為該導(dǎo)洞的跨度，將該導(dǎo)洞掌子面頂點(diǎn)所在水平面與最低點(diǎn)所在水平面之間的垂直距離作為該導(dǎo)洞的高度；施工人員逐個(gè)開挖待挖掘的導(dǎo)洞，施作導(dǎo)洞之間的中隔壁等臨時(shí)支護(hù)；各待挖掘的導(dǎo)洞沿傾斜隧道的延伸方向均挖掘設(shè)定步距后，拆除導(dǎo)洞之間的中隔壁；之后，施作其它結(jié)構(gòu)。
[0005]然而，對(duì)于待挖掘的傾斜隧道，在對(duì)其待挖掘的導(dǎo)洞進(jìn)行逆坡仰挖的過(guò)程中，時(shí)常出現(xiàn)該導(dǎo)洞當(dāng)前的掌子面滑塌的現(xiàn)象；對(duì)處于掌子面下方的施工人員和設(shè)備的安全造成嚴(yán)重威脅。
[0006]本實(shí)用新型的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對(duì)于待挖掘傾斜隧道，其掌子面的現(xiàn)有的超前支護(hù)通常大部分位于掌子面的拱頂部處，主要是為了減緩或避免拱頂部之上的圍巖的沉降；或者，現(xiàn)有的超前支護(hù)沿待挖掘的傾斜隧道的掌子面輪廓線圍成封閉的環(huán)形，主要是為了防水；即現(xiàn)有的超前支護(hù)沒(méi)有為增強(qiáng)待挖掘傾斜隧道中待挖掘?qū)Ф吹恼谱用娴姆€(wěn)定性而作專門設(shè)計(jì)；從而導(dǎo)致在對(duì)待挖掘?qū)Ф催M(jìn)行逆坡仰挖時(shí)，待挖掘?qū)Ф吹恼谱用娣€(wěn)定性較差，很容易發(fā)生滑塌。
[0007]本實(shí)用新型的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，對(duì)于待挖掘的傾斜隧道，其待挖掘?qū)Ф吹恼谱用娴闹亓ρ貙?dǎo)洞底面的順坡方向產(chǎn)生一個(gè)分力，該分力容易導(dǎo)致掌子面滑塌。然而，待挖掘的傾斜隧道的導(dǎo)洞高度和跨度通常是分別直接套用待挖掘的水平隧道的導(dǎo)洞高度和跨度，而待挖掘的水平隧道的導(dǎo)洞高度和跨度往往數(shù)值較大，導(dǎo)致待挖掘的傾斜隧道中待挖掘?qū)Ф吹恼谱用娴拿娣e較大、自重較大，掌子面的重力沿待挖掘?qū)Ф吹酌娴捻樒路较虻姆至σ草^大，容易造成待挖掘的導(dǎo)洞的掌子面產(chǎn)生滑塌。
[0008]綜上所述，采用現(xiàn)有的施工方法對(duì)待挖掘的傾斜隧道進(jìn)行逆坡仰挖，具有待挖掘的傾斜隧道中待挖掘?qū)Ф凑谱用娴姆€(wěn)定性不高的缺陷。因此，有必要提供一種可以提高待挖掘傾斜隧道中待挖掘?qū)Ф吹恼谱用娴姆€(wěn)定性的超前支護(hù)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型提供了一種傾斜隧道的超前支護(hù)，以提高待挖掘的傾斜隧道中待挖掘?qū)Ф吹恼谱用娴姆€(wěn)定性。
[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)方案根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種傾斜隧道的超前支護(hù)，包括:
[0011]在待挖掘的傾斜隧道中的待挖掘的導(dǎo)洞的圍巖、從所述待挖掘的導(dǎo)洞的掌子面、向所述待挖掘的導(dǎo)洞的圍巖中根據(jù)設(shè)定的注漿孔間距打設(shè)的注漿孔，以及從所述注漿孔注入、并滲透到所述待挖掘的導(dǎo)洞的圍巖后凝固的漿液；其中，所述注漿孔間距是根據(jù)設(shè)計(jì)的導(dǎo)洞高度和跨度確定的。
[0012]較佳地，所述注漿孔間距具體是根據(jù)所述超前支護(hù)處符合掌子面穩(wěn)定性要求的圍巖的強(qiáng)度參數(shù)確定的；所述強(qiáng)度參數(shù)具體包括:黏聚力、內(nèi)摩擦角；
[0013]所述符合掌子面穩(wěn)定性要求的所述圍巖的黏聚力、內(nèi)摩擦角是根據(jù)所述導(dǎo)洞高度和跨度確定的。
[0014]較佳地，所述符合掌子面穩(wěn)定性要求的所述圍巖的黏聚力C、內(nèi)摩擦角tP，是根據(jù)所述導(dǎo)洞高度h、如下公式4所示的穩(wěn)定性系數(shù)kmin確定的:.tmm2c
【權(quán)利要求】
1.一種傾斜隧道的超前支護(hù)，其特征在于，包括:在待挖掘的傾斜隧道中的待挖掘的導(dǎo)洞的圍巖、從所述待挖掘的導(dǎo)洞的掌子面、向所述待挖掘的導(dǎo)洞的圍巖中根據(jù)設(shè)定的注漿孔間距打設(shè)的注漿孔，以及從所述注漿孔注入、并滲透到所述待挖掘的導(dǎo)洞的圍巖后凝固的漿液； 其中，所述注漿孔間距是根據(jù)設(shè)計(jì)的導(dǎo)洞高度和跨度確定的。
2.如權(quán)利要求1所述的超前支護(hù)，其特征在于，所述注漿孔間距具體是根據(jù)所述超前支護(hù)處符合掌子面穩(wěn)定性要求的圍巖的強(qiáng)度參數(shù)確定的；所述強(qiáng)度參數(shù)具體包括:黏聚力、內(nèi)摩擦角； 所述符合掌子面穩(wěn)定性要求的所述圍巖的黏聚力、內(nèi)摩擦角是根據(jù)所述導(dǎo)洞高度和跨度確定的。
3.如權(quán)利要求2所述的超前支護(hù)，其特征在于，所述符合掌子面穩(wěn)定性要求的所述圍巖的黏聚力C、內(nèi)摩擦角-，是根據(jù)所述導(dǎo)洞高度h、如下公式4所示的穩(wěn)定性系數(shù)kmin確定的:
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的超前支護(hù)，其特征在于，所述掌子面中包括軸向注漿孔區(qū)域和斜向注漿孔區(qū)域；所述斜向注漿孔區(qū)域位于所述軸向注漿孔區(qū)域與所述掌子面的輪廓線之間。
5.如權(quán)利要求4所述的超前支護(hù)，其特征在于，所述注漿孔具體包括:從所述軸向注漿孔區(qū)域中打設(shè)的軸向注漿孔，和從所述斜向注漿孔區(qū)域中打設(shè)的斜向注漿孔； 其中，所述軸向注漿孔的延伸方向?yàn)樗鰞A斜隧道的延伸方向；相鄰的軸向注漿孔之間的距離不大于所述設(shè)定的注漿孔間距； 所述斜向注漿孔的起始端位于所述斜向注漿孔區(qū)域中，終止端位于所述待挖掘的導(dǎo)洞的外圍圍巖中；相鄰的斜向注漿孔的起始端之間的距離不大于所述設(shè)定的注漿孔間距。
6.如權(quán)利要求5所述的超前支護(hù)，其特征在于，還包括:緊貼所述掌子面的止?jié){墻。
7.如權(quán)利要求5所述的超前支護(hù)，其特征在于，所述設(shè)定的注漿孔間距具體為不小于0.75m且不大于1.75m。
8.如權(quán)利要求7所述的超前支護(hù)，其特征在于，還包括:所述相鄰的斜向注漿孔的起始端之間的距離不小于0.75m且不大于1.75m。
9.如權(quán)利要求8所述的超前支護(hù)，其特征在于，還包括:所述軸向注漿孔和所述斜向注衆(zhòng)孔的直徑均不小于50mm且不大于150mm。
【文檔編號(hào)】E21D11/10GK203769804SQ201420002068
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月2日
【發(fā)明者】陳學(xué)峰, 劉建友, 文罕, 王楊, 彭斌 申請(qǐng)人:中鐵工程設(shè)計(jì)咨詢集團(tuán)有限公司