[发明专利]一种拼装式灌水斜撑锁口管耦合气囊式掌子面挡水墙

说明书

本发明涉及一种拼装式灌水斜撑锁口管耦合气囊式掌子面挡水墙，该挡水墙包括：挡水帷幕，用于掌子面的挡水；液压斜撑机构(8)，用于为挡水帷幕提供支撑力；耦合气囊(13)，用于将挡水帷幕和掌子面耦合在一起；所述的耦合气囊(13)位于挡水帷幕和掌子面之间，所述的液压斜撑机构(8)同时与地面和挡水帷幕抵接，所述的挡水帷幕长度与整个掌子面匹配。与现有技术相比，本发明具有封闭掌子面突水涌泥点，提升隧道施工中封闭掌子面突水涌泥点的自动化程度，降低时间和成本等优点。

技术领域

本发明涉及地质工程技术领域，具体涉及一种拼装式灌水斜撑锁口管耦合气囊式掌子面挡水墙。

背景技术

掌子面又称礃子面，是坑道施工中的一个术语。即开挖坑道(采煤、采矿或隧道工程中)不断向前推进的工作面。由于工程地质和水文地质条件的复杂性，隧道施工现场常出现掌子面高压涌突水和涌泥问题。

在注浆和引排等措施失效的情况下，目前的解决办法只有现场施工浇筑混凝土止水墙，用于封闭掌子面突水涌泥点，维持掌子面的稳定。

但混凝土浇筑工序较多，难以快速实施，需要时间较久，常错过防治突泥的最佳时机，同时作为一次性结构，后期需要再次破除拆掉。该方法在时间、成本和安全性方面都存在一定问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种封闭掌子面突水涌泥点，提升隧道施工中封闭掌子面突水涌泥点的自动化程度，降低时间和成本的拼装式灌水斜撑锁口管耦合气囊式掌子面挡水墙。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

发明人认为，如果可以设计一种拼装式灌水斜撑锁口管耦合气囊式掌子面挡水墙，实现封闭掌子面突水涌泥点。这样可以提升隧道施工中封闭掌子面突水涌泥点的自动化程度，降低时间和成本，也对保证地下工程的施工安全有重大意义。因此设计一套可以实现该目的的装置是非常必要的，具体方案如下：

一种拼装式灌水斜撑锁口管耦合气囊式掌子面挡水墙，该挡水墙包括：

挡水帷幕，用于掌子面的挡水；

液压斜撑机构，用于为挡水帷幕提供支撑力；

耦合气囊，用于将挡水帷幕和掌子面耦合在一起；

所述的耦合气囊位于挡水帷幕和掌子面之间，所述的液压斜撑机构同时与地面和挡水帷幕抵接，所述的挡水帷幕长度与整个掌子面匹配。

耦合气囊是一种柔性的橡胶胶囊，充入压缩空气填充挡水帷幕和掌子面之间的缝隙，将挡水帷幕和掌子面耦合在一起。

进一步地，所述的掌子面前方开挖有底部沟槽，所述的挡水帷幕插设在底部沟槽中。

进一步地，所述的挡水帷幕两侧堆积有沙袋，该沙袋位于挡水帷幕与掌子面两侧的缝隙中。

利用沙袋进行堆压，形成封闭的挡水墙系统，沙袋设置有带反滤层的泄水装置。

进一步地，所述的挡水帷幕包括多个并排拼装的锁扣管，该锁扣管由与锁扣管垂直的围檩连接成整体；使用时，所述的液压斜撑机构与围檩抵接。

围檩实质上就是拼装在锁扣管上部的钢梁，使锁扣管保持组装的平面形状并将锁扣管连接成整体，为液压斜撑机构提供支点，并将支撑提供的力分散于每个锁扣管，提升整个挡水帷幕的刚度。

进一步地，所述的锁扣管包括空心钢管以及相互匹配的C型锁扣和T型锁扣，所述的C型锁扣和T型锁扣分别设于空心钢管直径方向上的两端。

一个锁扣管的C型锁扣会与另一个锁扣管的T型锁扣匹配安装，减小锁扣管之间的缝隙，使之形成密不透水的挡水帷幕，挡水帷幕整体长度横跨整个突涌水掌子面。