[发明专利]一种结合裂隙水预警式锚索的隧道挖掘保护罩

说明书

本发明提供了一种结合裂隙水预警式锚索的隧道挖掘保护罩，外防护板支撑板的掘进端口、外侧端口均为竖直，掘进端口截面大于外侧端口截面，掘进端口；外防护板支撑板的内部设置若干环向加强肋；在两侧底部的外防护板支撑板的底部分别为易滑动底板；在外防护板支撑板的内侧，或外侧，或内侧和外侧设置底角支撑加强保护，外防护板支撑板加固有自进式锚索，自进式锚索与裂隙水预警装置通过引流线连接。本发明的有益效果是便于隧道挖掘施工，简化支护，并且能够预警裂隙水，最大程度保证人员和财产安全，且结构简单，便于加工与操作，挖掘不同隧道的可行性高。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术，尤其涉及了一种结合裂隙水预警式锚索的隧道挖掘保护罩。

背景技术

当通过多种堆积体时，由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。工程地质灾害所引发的事故也非常多，这是在不清楚前方不良地质情况下，仍沿用不变的施工手段，没有及时采取有针对性的处理措施造成的。掌子面前方围岩破碎、节理发育、岩石走向垂直、岩层间有泥夹层、前方出现断层带等，这些不良地质极易引发塌方事故。因此，开发可自由移动的隧道挖掘保护装置具有重要意义。

我国在1955 年开始使用锚索，但只是在近些年，我国锚固技术尤其是煤炭锚索支护技术才得到迅速发展。近些年来我国锚索应用领域和规模不断扩大。锚索支护技术除在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程中继续保持着良好的发展态势外，在重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗地震工程中也有了长足的进展。锚索支护的标准化建设也日趋完善。中国于1986 年颁发了国家标准GBJ 86285 锚索喷射混凝土支护技术规范，1990 年颁发了CECS 22∶90 土层锚索设计施工规范，2001 年，修订后的GB 5008622001 锚索喷射混凝土支护技术规范已经出台。近十年来，用于加固重力坝的锚索的极限承载力、长度和锚固力的集中度均有稳步增长的趋势。国内石泉、李家峡等电站的混凝土重力坝相继采用承载力设计值为6 000 KN～10 000 KN 的预应力锚索加固。李家峡电站在大坝加固中应用了承载力设计值为10 000 KN 的预应力锚索。我国高承载力锚固体系的设计和施工开始进入世界先进行列。在煤炭行业中，当巷道位于含水层下方时，随着煤层的开挖，岩层裂隙开展，含水岩层中水会沿裂隙流动，导致两种现象发生，一是水进入锚索孔，对孔壁的渗透、侵蚀以及剥离作用，使孔壁破坏，锚索与围岩锚固失效，锚索脱落，围岩失去控制而塌落，造成安全事故；二是水经过锚索孔或杆体，越过隔水岩层而进入非含水岩层，使非含水岩层强度降低并出现膨胀、水解或者泥化等现象，导致围岩大量变形和移动，造成安全事故。目前裂隙发育岩层的锚固中常采用普通自进式锚索，不能对裂隙水的发展进行预警。

发明内容

本发明的目的在于解决隧道挖掘过程中的塌方事故，有效保护施工安全，简化初期支护，并且可以在岩层裂隙发育过程中，能够有效的解决自进式锚索对裂隙水的预警等问题，对岩层裂隙水发展进行有效预警，从而保障支护围岩安全性。

本发明采用的技术方案为：

结合裂隙水预警式锚索的隧道挖掘保护罩，掘进端口、外侧端口、外防护板支撑板、易滑动底板、底角支撑加强保护板、环向加强肋，其特征在于：外防护板支撑板的竖直横断面为拱形、矩形、椭圆形（底部切掉部分）、圆形（底部切掉部分），底部无防护板，厚度为5~50mm；掘进端口、外侧端口均为竖直，掘进端口截面大于外侧端口截面200~400mm，掘进端口、外侧端口之间的外防护板支撑板均匀连续过度；外防护板支撑板的内部设置若干环向加强肋，环向加强肋所在平面为竖直，并垂直外防护板支撑板，环向加强肋的间距为200~500mm；外防护板支撑板锚固有裂隙水预警自进式锚索；在两侧底部的外防护板支撑板的底部分别为易滑动底板，易滑动底板为水平，宽度为200~400mm；在外防护板支撑板的内侧，或外侧，或内侧和外侧设置底角支撑加强保护板，底角支撑加强保护板一端与易滑动底板连接，另一端与外防护板支撑板连接，底角支撑加强保护板的水平两端分别到达掘进端口和外侧端口，主要支撑整体稳定并保护易滑动底板。