[发明专利]一种利用接顶式盾板支架处理隧道塌方的方法

说明书

本发明公开了一种利用接顶式盾板支架处理隧道塌方的方法，涉及隧道工程技术领域。其使用接顶式盾板支架施工，能够适应不同塌腔深度。本方法的步骤包括：将盾板、立柱、支撑柱等安装形成组合支架并移至施工平台，通过安放在组合支架下方的单体液压支柱顶升组合支架，并使梁的高度大于初支拱架外轮廓高度。固定支撑柱主动接触塌腔表面并承载，再升起活动支撑柱至塌腔顶部并承载。安装初支拱架，焊接初支拱架与支撑柱。在割除侵入初支拱架内支撑柱并完成盾板荷载向初支棚架的受力转换后撤出单体液压支柱。安装排气管和充填材料泵送管，泵送充填材料至塌腔空间。该方法具有机械化程度高、支架承载能力大、施工安全高效等优点。

技术领域

本发明涉及隧道及地下工程施工技术领域，尤其是一种利用接顶式盾板支架处理隧道塌方的方法。

背景技术

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。

现有技术专利文献：

专利文献1提供了一种利用穿管组合拱架对隧道掘进工作面塌方的处理方法(公开号：CN104989434B)，具体是在安全区架设套环拱架，在钢管的保护下架设分段支护拱架以实现安全快速有效处理塌方作业的技术效果。但是仍存在以下问题：(1)塌方处理过程人工作业劳动强度大，施工效率较低；(2)塌方段的作业人员虽然有钢管的保护，但在架设分段支护拱架时，作业人员仍然要直接暴露在塌腔下方，尤其是在步骤二中，在塌方区将分段支护拱架的拱顶段抬起至高于隧道初支轮廓线，作业人员将不得不暴露在塌腔下方，仍存在较大的安全隐患。

专利文献2公开了一种隧道工作面塌方应急处理方法(公开号：CN106545351B)，具体是在安全段用单体液压支柱连续支护两个拱梁，拱梁支撑在安全段的拱顶形成一个承载支点，楔形梁楔入塌方区工作面的部位为另一个承载支点。两个承载支点支撑楔形顶梁，在楔形梁上部放置承载体，从而有效的处理塌方。但是仍存在以下问题：(1)施工效率低，虽然使用单体液压支柱提高了安全段作业的施工效率，但塌方段的关键环节仍然是人工作业，施工效率并未得到有效提高；(2)存在安全隐患，塌方段的作业人员虽然有楔形顶梁保护，但在布置枕木等承载体时，作业人员仍然要直接暴露在塌腔下方，依然存在较大的安全隐患；(3)有效性受限：当塌方段工作面围岩为软岩，造成支点不稳定；或当塌方段工作面围岩太硬，致使楔形顶梁无法楔入工作面围岩而形成支点，对于这两种情况下，其记载的技术方案不能实现，从而无法实现预定的技术效果。

此外，单体液压支柱在使用时，如果不能及时接顶则不能向顶板施加支撑力，当塌腔顶板垮塌时，由于塌方瞬间压力突然增大作用在单体液压支柱上，单体液压支柱的液压油不能及时泄出，从而导致爆缸事故，即单体液压支柱的油缸在冲击压力作用下瞬间变形或撑裂。在使用单体液压支柱时，单体液压支柱行程难以满足盾板举升高度的要求，尤其是塌腔深度较大时，无法对塌腔的表面施加主动支撑。

发明内容

为了解决现有的塌方处理中存在的问题，本发明提供了一种利用接顶式盾板支架处理隧道塌方的方法，该方法解决了塌腔高度较大时单体液压支柱举升高度不足，无法对塌腔表面施加主动支撑，塌腔顶部载荷由单体液压支柱向初支拱架转移的技术问题；以及塌方位置突然垮塌可能导致的爆缸问题；具体的技术方案如下。

一种利用接顶式盾板支架处理隧道塌方的方法，步骤包括：

步骤1.将立柱、固定支撑柱、活动支撑柱、横梁和纵梁固定安装在盾板上，形成组合支架，其中活动支撑柱的上连接板固定在盾板的上表面；

步骤2.平整塌腔下方的碎石，形成施工平台，并将组合支架移动至施工平台上方；