一种利用亭式支架处理隧道塌方的方法

2021-01-14 22:09:31
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目前,常见的隧道塌方事故处理方法主要包括管棚法、回填法、套拱法、小导管注浆法、二次衬砌加强法等。其中,管棚法是沿开挖轮廓线钻设与隧道轴线平行的钻孔,而后插入不同直径的钢管,形成钢管棚架的一种支护方法。回填法是在塌方空腔上方,从地表或隧道内钻孔注浆或者回填填充材料的一种处理方法。小导管注浆法则是在开挖塌体之前,沿隧道外轮廓线以一定仰角向掌子面前方打入带注浆孔的小导管,通过注浆来充分填充围岩空隙并形成一定厚度的结合体,以保证隧道轮廓稳定的方法。

而由山东科技大学申请的该专利涉及一种利用亭式支架处理隧道塌方的方法。该发明所涉方法适用于塌腔相对稳定,塌腔高度大,液压支柱接顶困难的情况,解决了盾板支架稳定性对液压支柱的强度和刚度要求高,及塌方位置突然垮塌可能导致的爆缸问题;还有盾板荷载向初支棚架平稳转移的技术问题。具体步骤如下:步骤1,安装亭式支架结构,包括装配底座、盾板、立柱、纵向顶梁和横向顶梁;纵向顶梁和横向顶梁固定在盾板上,立柱固定在底座和盾板之间;步骤2,平整塌腔下方的塌方体形成平台,将亭式支架结构安放至平台上;步骤3,在盾板的保护下将液压支柱插入底座上的底柱槽,顶升液压支柱使每个液压支柱与纵向顶梁或横向顶梁卡合;步骤4,解除立柱和底座之间的连接,继续平稳顶升液压支柱,直至顶柱槽的下沿高于初支拱架的外轮廓线;步骤5,安装底柱,先固定连接立柱的下连接板和底柱的上连接板,再在底柱和底座之间插入垫板;步骤6,在盾板下方架设初支拱架,并连接固定隧道内原有支护结构和盾板下方的初支拱架,形成初支棚架;步骤7,撤出液压支柱,在盾板上安装排气管和填充材料泵送管,并在初支拱架下铺设锚网;步骤8,向初支拱架喷射混凝土,混凝土凝固后向塌腔内泵送填充材料,排气管排出塌腔内空气,直至塌腔充满填充材料。

利用亭式支架为塌腔下方作业,提供了安全的施工空间,且各个步骤都是在安全的空间内作业;亭式支架的各个部件结构简单,组装方便,减小了施工的劳动强度,液压支柱顶升盾板提高了施工效率。该方法中初支拱架的设置在盾板下方进行,且亭式支架的结构不会侵占初支及二衬的施工作业空间;在合适的位置布置初支拱架,很好地实现了盾板上载荷由立柱、底柱、垫板、液压千斤顶共同承载向初支棚架平稳转移;盾板直接留在在塌腔空间内,直接对初支拱架上方的塌腔进行有效充填,保证了支护结构的安全性;另外,该方法还具有适用性强、安全性能好等优点。

(资料来源:InCopat)


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