的塌方區(qū)6處，將分段支護拱架7的拱頂段7-a抬起至高于格柵拱架13的150~200mm，隨后將套環(huán)拱架2的上拱段2_a頂部的鋼管4向塌方區(qū)6推進100mm以上，使已推進的鋼管4支撐住拱頂段7_a。將套環(huán)拱架2的上拱段2-a上的其它鋼管4，向塌方區(qū)6推進100mm以上，拱頂段7_a安放在已推進的鋼管4上。同時向前推進的鋼管4形成超前支護，防止大塊碎石下落到施工人員的工作區(qū)域，提高施工安全系數。隨后將套環(huán)拱架2的下腳段2-b上的鋼管4向塌方區(qū)5推進100mm以上，然后安設分段支護拱架7的拱腳段7-b，對阻礙安設拱腳段7-b的冒落巖石進行簡單處理，向隧道不妨礙搶險工作的地方，如隧道中線部分，進行堆放即可。拱頂段7-a與拱腳段7-b之間即分段支護拱架連接處17采用焊接。用橫拉桿8將最靠近工作面的套環(huán)拱架2和安設完畢的分段支護拱架7緊固連接。將所有鋼管4向安全區(qū)I回撤100mm或更大的距離，使鋼管4不影響安設下一榀分段支護拱架7。
[0036]步驟三、在距離已安設的分段支護拱架7靠近工作面5 —側約200mm~400mm處，重復步驟二，再安設I榀分段支護拱架7。用橫拉桿8緊固連接已安設的兩榀分段支護拱架
7。在已安設的兩榀分段支護拱架7上鋪設金屬網9:相鄰金屬網9采用焊接；金屬網9與分段支護拱架7采用焊接，使金屬網9緊固在分段支護拱架7上。
[0037]步驟四、重復步驟三，直至將若干榀分段支護拱架7和若干片金屬網9依次安設至工作面5，并用金屬網9封閉工作面5與分段支護拱架7的空隙。同時在塌方最深的位置預留混凝土泵送管10和排氣管11:通過焊接把混凝土泵送管10和排氣管11固定在金屬網9或分段支護拱架7的拱頂段7-a上。
[0038]步驟五、對金屬網9和分段支護拱架7噴射40mm~100mm厚的噴射混凝土 14，使噴射混凝土 14封閉金屬網9和分段支護拱架7:噴射標號C20以上的混凝土漿液，噴射的噴射混凝土 14漿液中添加適量速凝劑，縮短凝固時間。
[0039]步驟六、待噴射混凝土 14終凝后，通過預留的混凝土泵送管10向塌方處灌注混凝土 15:混凝土 15漿液中添加適量速凝劑，縮短凝固時間。通過排氣管11漏漿量來判斷灌注效果，以確定停止灌注的時間。當排氣管11連續(xù)漏漿時且注漿壓力表顯示的壓力增大到原來的注漿壓力1.2倍時，停止注漿。當混凝土 15灌注完成后，撤去混凝土泵送管10和排氣管11:直接將混凝土泵送管10和排氣管11露出部分截去。
[0040]步驟七、待混凝土 15達到預定強度后，撤去所有鋼管4、套環(huán)拱架2及連接套環(huán)拱架2的橫拉桿8，保留分段支護拱架7、金屬網9及連接分段支護拱架7的橫拉桿8作為塌方區(qū)6的初期支護。
[0041]本實施例中，隧道初期支護為格柵拱架13，相鄰格柵拱架13間距500mm。
[0042]本實施例中鋼管4采用外徑108mm、壁厚4mm的無縫鋼管DN100制成。
[0043]本實施例中套環(huán)拱架2采用18號工字鋼制成；套環(huán)拱架2 (含套環(huán)3)的外輪廓尺寸小于隧道的初支輪廓線12的尺寸100mm，方便在安全區(qū)I安設；套環(huán)拱架2由一個上拱段2-a和兩個下腳段2-b組成，其中上拱段2-a約為套環(huán)拱架2整個弧長的1/2，下腳段2-b約為套環(huán)拱架2整個弧長的1/4。上拱段2-a與下腳段2_b之間即套環(huán)拱架連接處16用螺栓連接，方便組合和拆卸。每個套環(huán)拱架2外側均勻的焊接九個套環(huán)3。套環(huán)拱架2安設個數為六榀，套環(huán)拱架2間距為400mm ;所有套環(huán)拱架2上對應位置的套環(huán)3前后保持一條直線，方便鋼管4穿入。
[0044]本實施例中套環(huán)3的內徑為120mm，采用10#的圓鋼材料彎制而成，焊接在套環(huán)拱架2外側，沿套環(huán)拱架2外側均勻布置。套環(huán)3個數為九個。所有套環(huán)拱架2上的套環(huán)3前后保持一條直線。
[0045]本實施例中分段支護拱架7采用20a工字鋼制成，分段支護拱架7的尺寸等于隧道格柵拱架13的尺寸。分段支護拱架7由一個拱頂段7-a和兩個拱腳段7-b組成，其中拱頂段7-a約為分段支護拱架7整個弧長的1/2，拱腳段7-b約為分段支護拱架7整個弧長的1/4。拱頂段7-a和拱腳段7-b間即分段支護拱架連接處17采用焊接。分段支護拱架7的安設間距為400mm。
[0046]本實施例中橫拉桿8由一個橫桿、兩個鎖頭和四個螺母組成。橫桿采用直徑20mm、長度500mm的20號圓鋼制成，且兩端帶有螺紋，每端螺紋長度200mm。螺母為Μ20*2.5的GB6170六角螺母。鎖頭由鎖頭由兩塊形狀大小材質相同的C型鋼板相扣組成圓形封閉圈。C型鋼板一端與橫桿間隙配合，一端留有螺栓連接孔。橫拉桿8安設在所有相鄰拱架的中上部和中下部，分三排安設。
[0047]本實施例中金屬網9的網格為40mmX40mm，采用直徑為5.5mm的熱軋圓鋼制成。相鄰金屬網9采用鐵絲連接。
[0048]本實施例中混凝土泵送管10出口與排氣管11上口應插入塌方最深的位置且距塌方巖面的距離在100~200mm之間。排氣管11上口水平高度略低于混凝土泵送管10出口高度。排氣管11采用直徑為20mm鋼管，混凝土泵送管10采用直徑為30mm鋼管。通過焊接把混凝土泵送管10和排氣管11固定在分段支護拱架7的拱頂段7-a上。
[0049]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種利用穿管組合拱架對隧道掘進工作面塌方的處理方法，其特征在于它包括以下步驟: 步驟一、在安全區(qū)(I)搭設帶套環(huán)(3)的套環(huán)拱架(2)，相鄰套環(huán)拱架(2)采用橫拉桿(8)連接，在所述套環(huán)拱架(2)的套環(huán)(3)中穿入鋼管(4); 步驟二、在塌方區(qū)(6)，將分段支護拱架(7)的拱頂段(7-a)抬起至高于隧道初支輪廓線(12)，將鋼管(4)向塌方區(qū)(6)推進至鋼管(4)支撐住拱頂段(7-a)，安設分段支護拱架(7)的拱腳段(7-b)； 步驟三、在已安設的分段支護拱架(7)靠近工作面(5)—側，重復步驟二，在所述分段支護拱架(7)靠近工作面(5)—側再安設I榀分段支護拱架(7)，用橫拉桿(8)連接已安設的兩榀分段支護拱架(7)，在所述兩榀分段支護拱架(7)上鋪設金屬網(9); 步驟四、重復步驟三，直至將分段支護拱架(7)和金屬網(9)依次安設至工作面(5);同時，在塌方最深的位置預留混凝土泵送管(10)和排氣管(11); 步驟五、對金屬網(9)和分段支護拱架(7)噴射用于封閉金屬網(9)和分段支護拱架(7)的噴射混凝土(14); 步驟六、通過預留的混凝土泵送管(10)向塌方處灌注混凝土( 15)，通過排氣管(11)排出塌方處的氣體，混凝土( 15)灌注完成后，撤去混凝土泵送管(10)和排氣管(11); 步驟七、待混凝土(15)達到預定強度后，撤去所有鋼管(4)、套環(huán)拱架(2)及連接套環(huán)拱架(2)的橫拉桿(8)，保留分段支護拱架(7)、金屬網(9)及連接分段支護拱架(7)的橫拉桿(8)作為塌方區(qū)(6)的初期支護。2.根據權利要求1所述的利用穿管組合拱架對隧道掘進工作面塌方的處理方法，其特征在于:所述步驟二中拱頂段(7-a)與拱腳段(7-b)之間采用焊接或螺栓連接。3.根據權利要求1所述的利用穿管組合拱架對隧道掘進工作面塌方的處理方法，其特征在于:所述步驟三至步驟四中用橫拉桿(8)將相鄰的分段支護拱架(7)連接。4.根據權利要求1所述的利用穿管組合拱架對隧道掘進工作面塌方的處理方法，其特征在于:所述步驟三至步驟四中金屬網(9)與分段支護拱架(7)采用鐵絲連接或焊接。5.根據權利要求1所述的利用穿管組合拱架對隧道掘進工作面塌方的處理方法，其特征在于:所述步驟四中通過焊接或鐵絲連接把混凝土泵送管(10)和排氣管(11)固定在金屬網(9 )或分段支護拱架(7 )上。6.根據權利要求1所述的利用穿管組合拱架對隧道掘進工作面塌方的處理方法，其特征在于:所述步驟四中用金屬網(9)封閉分段支護拱架(7)與工作面(5)的空隙。7.根據權利要求1所述的利用穿管組合拱架對隧道掘進工作面塌方的處理方法，其特征在于:所述步驟五中噴射混凝土( 14)的厚度為40mm~100mm之間。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用穿管組合拱架對隧道掘進工作面塌方的處理方法，包括在隧道安全區(qū)（1）逐個安設套環(huán)拱架（2），套環(huán)拱架（2）外側焊接一定數量套環(huán)（3）；鋼管（4）依次穿過套環(huán)拱架（2）的套環(huán)（3）最終延伸至工作面（5）；在塌方區(qū)（6）的鋼管（4）上安設分段支護拱架（7）；相鄰拱架間均由橫拉桿（8）連接；分段支護拱架（7）上鋪設金屬網（9）；同時在塌方最深的位置預留混凝土泵送管（10）和排氣管（11）。本發(fā)明公開了處理隧道掘進工作面塌方過程中穿管組合拱架的具體組合方法和使用方法。本發(fā)明有效解決了處理隧道塌方施工方法中存在的周期過長、工序較多、成本較高、風險過大等問題。
【IPC分類】E21D11/18, E21D11/10, E21D11/15
【公開號】CN104989434
【申請?zhí)枴緾N201510418991
【發(fā)明人】王海亮, 何闖, 韋守朋
【申請人】山東科技大學
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月17日