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一种隧道洞口段围岩加固系统有效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道加固技术领域,尤其涉及一种隧道洞口段围岩加固系统。

相关背景技术

[0002] 隧道洞口滑塌是常见的一种支护失稳灾害,滑塌产生的原因与地勘、设计、施工各方均有关系。而隧道洞口围岩加固的主要目的是解决围岩稳定性问题,以防止围岩的位移、塌方或岩爆等灾害事故的发生,从而确保隧道施工和运营的顺利进行。
[0003] 现阶段,采用锚杆加固时,一般通过在岩石围岩中钻孔,注入锚杆和固化材料,将围岩与锚杆连接在一起,增强围岩的整体强度,但是此种加固方式形式单一,各个锚杆独立工作,未能在围岩内形成一个整体的加固结构,并且在隧道洞口上方施工锚杆并不方便,因此施工存在一定的困难,为此本发明提出了一种隧道洞口段围岩加固系统,以解决上述问题。

具体实施方式

[0031] 下面,结合附图以及具体实施方式,对本发明做进一步描述,需要说明的是,在不相冲突的前提下,以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
[0032] 实施例1:参照图1‑图7,本方案提出了一种隧道洞口段围岩加固系统,包括拱架1、分隔护板8以及围岩内部加固组件。
[0033] 拱架1的部分支撑在隧道洞口内,其余部分则伸出隧道洞口。伸出洞口的部分能够避免围岩上方发生滚石、滑坡等安全事故,并且伸出的拱架能够作为支撑平台,方便施工人员对隧道洞口上方的围岩外表面进行清理。
[0034] 分隔护板8竖向固定在拱架1的顶面,且分隔护板8位于隧道洞口外并与隧道洞口上方的围岩表面抵触。分隔护板8和拱架1的顶面之间还可以设置若干个三角板进行支撑,能使得分隔护板8的结构更加稳定。
[0035] 参照图1‑图3,围岩内部加固组件包括锚杆一10和锚杆二22,锚杆一10从隧道外穿过分隔护板8后伸入至拱架1上方的岩体25中,锚杆二22从隧道洞口内由下至上穿过拱架1后伸入岩体25中,且岩体25中预埋有用于连接锚杆一10和锚杆二22的锚杆接头11。
[0036] 参照图6,作为本发明一可选地实施方式,位于隧道洞口上方的岩体25内分别开设有若干组互相连通的钻孔一26和钻孔二27,锚杆接头11设于钻孔一26和钻孔二27的连通处,且锚杆一10设于钻孔一26中,锚杆二22设于钻孔二27中。钻孔一26和钻孔二27均采用现有的钻孔设备进行施工,并且钻孔前,需对该侧表面进行清理,使得表面更加光滑、平整。
[0037] 作为本方案一可选地实施方式,锚杆接头11为圆柱状结构,锚杆接头11和钻孔一26和钻孔二27的直径相等,锚杆接头11的一侧端面上开设有插孔一,锚杆接头11的环形外表面上开设有插孔二,插孔一用于和锚杆一10的末端插接,插孔二用于和锚杆二22的末端插接。并且当锚杆接头11安装到钻孔一26内最深处时,此时插孔二能够连通钻孔二27,从而方便锚杆二22穿过钻孔二27后与插孔二连接,以便于最终通过上述的锚杆接头11,能够在岩体25内部将锚杆一10和锚杆二22连接成一体,形成在岩体25内部的稳定结构。
[0038] 需要说明的是,锚杆一10和锚杆二22均为中空注浆锚索,且锚杆一10的末端截面、插孔一的截面设置成形状相同的正多边形,且锚杆接头11的外壁分布若干个合金材质的凸块。这样方便通过锚杆一10转动带动锚杆接头11转动,从而方便调整锚杆接头11的位置,以便于对接锚杆。
[0039] 更进一步的,通过上述的锚杆接头11能够利用锚杆一10转动,驱动锚杆接头11在钻孔一26内一边深入一边发生转动,从而清理钻孔的内壁,方便后期注浆形成的锚固体结构更加稳固。
[0040] 作为本发明一可选地实施方式,分隔护板8贴合岩体25的一侧设置有围板15,围板15、拱架1的顶面以及围岩外表面合围形成一个注浆空间,并在围板15上安装有注浆口14,注浆口14用于连接外界注浆设备,以向注浆空间内灌注混凝土浆液。这样能够利用注浆空间注浆后形成一个混凝土拱状结构,进一步稳定围岩,起到良好的支护稳定作用。
[0041] 作为本发明一可选地实施方式,分隔护板8远离岩体25的一侧安装有加强杆7,加强杆7的顶端均通过锁紧件9和分隔护板8连接,其中:位于两侧的两根加强杆7的底端分别连接有辅助支撑机构,其余的加强杆7的底端和拱架1顶部固定。利用加强杆7的作用,进一步支撑分隔护板8。
[0042] 在本方案中,辅助支撑机构包括踏杆4、斜支撑杆5以及安装座6,安装座6设于固定在拱架1底部的底板3上,斜支撑杆5设有两根且互相平行,两根斜支撑杆5之间固定有若干根踏杆4,与辅助支撑机构对应的加强杆7的底端和位于最上方的踏杆4连接,且两根斜支撑杆5之间和拱架1之间通过螺栓固定,具体地,在斜支撑杆5上开设通孔24,通孔24处安装上述螺栓,螺栓和拱架1连接即可。
[0043] 通过上述的辅助支撑机构起到支撑受力的同时,还能方便施工人员攀爬到洞口上方进行施工,从而提供施工效率。
[0044] 为了便于安装锚杆二22,拱架1的中部开设有插接槽,插接槽处嵌设有支撑板2,在支撑板2上分布有若干个供锚杆二22穿过的穿孔一,拱架1的顶部开设有供锚杆二22穿过的穿孔二12,穿孔一和穿孔二12一一对应;穿孔二12为“十”字形孔,且在穿孔二12内壁安装有距离传感器,距离传感器用于
检测穿过穿孔二12的锚杆二22是否存在偏移。
[0045] 具体地,可以在穿孔二12的四个端部,安装两组红外测距传感器,每组红外测距传感器均相对设置,以便于测量锚杆二22是否在该方向上发生偏移,红外测距传感器可电性连接外部控制器,如偏移量超过设定值,控制器能够控制与其连接的报警器发出报警,具体的报警器可以安装在隧道洞口的外侧岩壁上,这样可以更清楚的展示,预警效果更佳,在支撑板2上可安装蓄电池组,为整个系统进行供电,蓄电池组可定期充电或更换,以保证长期有效的工作,从而有效的对隧道洞口处的围岩稳定性进行预测,进一步提高安全性。
[0046] 作为本发明一可选地实施方式,支撑板2上设置有稳定组件23以对穿过穿孔一的锚杆二22进行夹持导向,稳定组件23包括若干组稳定机构以及驱动稳定机构活动的动力机构;稳定机构包括两个相对设置的夹座19,两个夹座19相邻一侧的相同位置均开设有夹持槽,两个夹座19的相对两端均设置有边板20,且两个夹座19相接触时,两个夹持槽均能够和锚杆二22的外壁接触,且动力机构用于驱动各个稳定机构中的两个夹座19运动。
[0047] 通过上述结构,能够方便利用稳定机构顺畅且精确的将锚杆二22安装至钻孔二27中,并且使得锚杆二22穿过穿孔二12,从而对锚杆进行有效监测。
[0048] 参照图4、图5和图7,在本方案中动力机构包括动力输出模块和动力输入模块,动力输出模块包括两块相对设置的夹板18、两块夹板18的相对一侧均设置有“V”型的卡块17,且卡块17将相邻的两块边板20卡设其中,动力输入模块包括平行设置的丝杆一16和丝杆二21以及分别驱动丝杆一16和丝杆二21转动的摇把一和摇把二;丝杆一16和丝杆二21上均间隔分布有螺向相反的螺纹段一28和螺纹段二29;每个动力输出模块中的其中一块夹板18和螺纹段一28螺旋连接,动力输出模块中的另一块夹板18和螺纹段二29螺旋连接。
[0049] 需要说明的是,通过摇把转动能够控制丝杆一16和丝杆二21正反转,从而驱动各个动力输出模块中的夹板18相互靠近或远离,最终使得夹座19在支撑板2上滑动,且支撑板2上开设有和夹座19连接的滑槽,滑槽内安装有连接夹座19的回复弹簧,从而便于使得夹座
19自动复位。并且当钻杆二安装好并注浆完成后,夹座19紧紧夹持在锚杆二22的底部外侧,此时夹座19可以起到支撑稳固的作用。
[0050] 上述实施方式仅为本发明的优选实施方式,不能以此来限定本发明保护的范围,本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

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