一种隧道穿越破碎带棚护结构与支护方法
专利汇可以提供一种隧道穿越破碎带棚护结构与支护方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种隧道穿越 破碎 带棚护结构与支护方法，属于 土木工程 施工技术领域。该结构包括棚护结构工作室(1)，导向墙(2)，操作平台(3)，定向钻孔系统(4)，棚护结构 钢 管(5)，型钢拱架(6)和定向注浆系统(7)；定向钻孔技术可以实时监测 钻杆 钻进情况，根据钻进情况调节 钻头 钻进方向，从而达到精确定向的目的。定向注浆技术能够实时监测被加固土层与注浆管间的层间压 力 以及注浆管内压力，达到实时监测的目的，并且能够确保注浆效果，而不会发生过度注浆或达不到预期效果的现象。在施工时，严格控制施工场地的环境污染，噪音污染，为绿色施工提供保障。，下面是一种隧道穿越破碎带棚护结构与支护方法专利的具体信息内容。
1.一种隧道穿越破碎带棚护结构，其特征在于：该结构包括棚护结构工作室(1)，导向墙(2)，操作平台(3)，定向钻孔系统(4)，棚护结构钢管(5)，型钢拱架(6)和定向注浆系统(7)；导向墙(2)是沿隧道方向设置的拱墙，棚护结构工作室(1)安装在导向墙(2)上，操作平台(3)设置在导向墙(2)上；棚护结构钢管(5)设置在棚护结构工作室(1)的顶部，型钢拱架(6)设置在棚护结构钢管(5)的底部，定向钻孔系统(4)设置在操作平台(3)上，定向注浆系统(7)设置在棚护结构钢管(5)的安装孔处；型钢拱架(6)之间设有纵向连接钢筋(11)；
定向钻孔系统(4)包括导向板(4.1)、水眼(4.2)、方向传感器(4.3)、无线探测器(4.4)；
方向传感器(4.3)设置在导向板(4.1)的前端凹槽中，无线探测器(4.4)也设置在前端凹槽中，水眼(4.2)设置在导向板(4.1)内部；
定向注浆系统(7)包括浆液定向喷射系统和监控监测系统；浆液定向喷射系统包括钻具及注浆口(7.1.1)、高压注浆管(7.1.2)和注浆喷嘴(7.1.3)；
监控监测系统，包括计算机终端(7.2.2)、数据传输线(7.2.1)、钻具接头(7.2.3)、探测杆(7.2.4)，探测端头(7.2.5)以及压力传感器(7.2.6)；计算机终端(7.2.2)通过数据传输线(7.2.1)与压力传感器(7.2.6)连接，压力传感器(7.2.6)布设在高压注浆管(7.1.2)上，钻具及注浆口(7.1.1)设置在钻孔的中心处，钻具及注浆口(7.1.1)与高压注浆管(7.1.2)连接，注浆喷嘴(7.1.3)设置在高压注浆管(7.1.2)上；
钻具接头(7.2.3)、探测杆(7.2.4)和探测端头(7.2.5)顺次连接组成探测结构，探测结构与高压注浆管(7.1.2)竖直平行布置保证注浆定向，钻具接头(7.2.3)与钻具及注浆口(7.1.1)的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的一种隧道穿越破碎带棚护结构，其特征在于：高压注浆管(7.1.2)为玻璃钢管。
3.一种隧道穿越破碎带棚护结构的支护方法，其特征在于：(1)导向墙施工：(a)根据隧道轴线及开挖轮廓线，安装两榀导向墙内部的型钢拱架，型钢拱架间距60cm，并与导向墙焊接牢固；(b)用全站仪定位，安装棚护结构的导向管和导向钢架，导向管为Ф140mm壁厚5mm的钢管，用坡尺检查导向管坡度，按照1～3°的外插角精确定位，并用连接钢筋将导向管和导向钢架与型钢拱架牢固焊接为一整体；(c)经检测导向管和导向钢架满足精度要求后，安装内模拱架，内模拱架用两榀型钢制作而成，支撑稳固后，于模架外侧安设外侧模板；(d)浇筑导向墙，导向墙采用C25混凝土，截面尺寸2.0m×(1+3)m；(e)导向墙浇筑完成后，喷射
15cm厚C25砼封闭周围仰坡面，作为注浆时的止浆墙；(f)待混凝土强度满足后拆除模板；
(2)施工平台定位与钻孔：(a)钻机平台用Ф48mm的钢管脚手架搭设，搭设平台一次性搭好，钻孔由1～2台钻机由高孔位向低孔位进行；施工平台要支撑于稳固地基上，脚手架连接要牢固、稳定，防止在施钻时钻机产生不均匀下沉、摆动、位移而影响钻孔质量；(b)钻机定位时钻机要求与已设定好的孔口管方向平行，精确核定钻机位置；用全站仪、挂线、钻杆导向相结合的方法，反复调整，确保钻机钻杆轴线与孔口管轴线相吻合；(c)为了便于安装钢管，钻头直径采用Φ108mm与钢管尺寸相同；钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号；根据孔口管的倾角和方向，利用钻杆的延伸和吊锤准确确定钻孔的方向，即可固定钻机；钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制1°～3°；
利用钻机的变角度油缸，参照导向管的倾角确定钻机的倾角，确保钻杆线与开孔角度一致，以达到钻进的导向作用；钻机开孔时钻速不易过快，钻深20㎝后转入正常钻速；第一节钻杆钻入岩层尾部剩余20～30㎝时钻进停止，用管钳人工卡紧钻杆，钻机低速反转，脱开钻杆，钻机沿导轨退回原位，人工装入第二根钻杆，并在钻杆前端安装好联结套，方向对准后联结成一体；钻孔达到深度要求后，按同样方法拆卸钻杆，钻机退回原位；换钻杆时，注意检查钻杆是否弯曲，有无损伤，中心喷水孔是否顺畅，不符合要求的及时更换以确保正常作业；(d)钻进过程中采用楔形钻头作为导向板，楔形钻头内装有方向传感器，方向传感器内部安装力敏元件当钻头位置变化时，感应其重心的变化，将钻头钻进方向信息通过无线连接传送至显示器；显示器显示钻头的倾角和工具角，显示器上有一角度指示钟，楔形板斜面朝下时为12点；钻头钻进角度如果偏下可以把钻头调到12点，即楔形板斜面朝下，直接顶进，此时由于楔形板底板斜面面积大，受到一个向上的托力，钻头轨迹就会朝上运移；同理，在6点时纠偏可以使钻头钻进轨迹朝下，9点、3点时分别为左、右纠偏方向；如果角度合适，钻机匀速旋转钻进，钻头的钻进轨迹是平直的，从而来实现定向钻孔；(e)认真作好钻进过程的原始记录，及时对孔口岩屑进行地质判断、描述，作为洞身开挖时的地质预测预报的参考资料，指导洞身开挖；
(3)棚管制作和安装：(a)棚护结构钢管采用外径108mm，壁厚6mm的热轧无缝钢管上焊接翼板，总长30m，分段连接，每段3m长，接头处丝扣连接，管口丝扣车深度为6cm母扣，连接管采用 无缝钢管，公扣长12cm；棚管尾部预留1m作为止浆段，钢管其余部位打注浆孔，注浆孔孔径16mm，注浆孔孔间距15cm，梅花形布置；(b)用装载机在人工配合下顶进钢管，相邻钢管的接头应前后错开1.5m，第一根钢管安装在导向墙上，人工装上后一节钢管，人工持链钳进行钢管联接，使两节钢管在联接处联成一体，依次顶入；
(4)型钢拱架制作与安装：(a)工字钢拱架采用20b工字钢，每榀工字钢两端头处焊接
220×220×10mm的连接钢板，钢支撑均采用双面焊接，焊接厚度不小于5mm；加工好的钢拱架在平整的场地上进行试拼装，控制平面翘曲应小于20mm，周边拼装允许偏差为±30mm；检查焊点是否符合规范要求，是否漏焊；符合要求的要编号，避免混用；(b)钢拱架与钢拱架之间用法兰盘螺栓连接，并骑缝焊接，纵向采用 钢筋连接，间距为60cm，环向采用1m的连接筋进行连接，焊接采用双面焊，确保纵向连接与拱架连接牢固，构成整体；(c)钢拱架弯制采用冷弯机弯制，型钢连接可采用20cm*h厚度1cm钢板绑条满焊，h为型钢高度减4cm，绑条焊前应先将型钢对接焊满，确保等强连接；连接钢板厚度、尺寸、钻眼必须符合要求，所有焊缝厚度不得小于设计厚度，且焊缝饱满；钢支撑尽可能与锚杆头及钢筋网焊接，以加强联合支护效应；
(5)钢筋笼制作和安装：为增加棚护结构的抗弯能力和抗冲击能力，钢管中设置钢筋笼对结构进行补强，由四根Φ22mm钢筋和固定环组成，用装载机在人工配合下顶进；
(6)注浆和保护层施工：(a)注浆前掌子面必须先素喷一层混凝土作为止浆墙，对掌子面进行封闭，确保注浆过程不漏浆；管棚注浆方式采用间歇式注浆，即一机两孔换孔注浆；
(b)注浆采用定向注浆系统，包括浆液定向喷射系统和监控监测系统，对管棚进行定向注浆和监测；(c)间歇时间不大于1.5小时，让浆液有一定的凝固时间，防止连续注浆过程浆液无限制扩散；(d)注浆顺序为先低孔后高孔，先注无水孔后注有水孔，从两拱脚向拱顶对称进行；(e)注浆标准为隧道结构保护层厚度满足设计要求，并且单管注浆量达到设计值或注浆压力达到终压并稳压20分钟以上，孔内不再进浆，停止注浆；(f)注浆结束后及时封闭止浆阀，注浆过程中检查孔口、邻孔、覆盖层较薄部位有无串浆现象，发生串浆时，立即停止该孔注浆，采用间歇式注浆封堵串浆口，间隔一孔或数孔注浆，也采用麻纱、木楔、快硬水泥砂浆或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆，注浆过程中压力如突然升高，则可能发生堵管，停机检查；
(7)循环施工：以每向内推进30m为一循环进尺单元，循环进尺由现场确定，但分段长度不超过50m，纵向两组棚护结构循环搭接长度不小于3.0m，至全部完成结束。
一种隧道穿越破碎带棚护结构与支护方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
