一种用于竖井塌方的快速支挡结构的制作方法

1.本发明涉及竖井支护技术领域，具体为一种用于竖井塌方的快速支挡结构。


背景技术：

2.在目前的竖井施工中，多采用反井钻施工方法对竖井进行开挖，但是反井钻施工对于竖井区域岩石条件要求比较高，一般来说导井溜渣遇到软弱夹层或者断层，由于导井没有支护措施且溜渣砸击常会造成大小不一塌方，若导井塌方扩大至二次开挖结构线，则会增加后续竖井扩挖支护施工难度，常规处理是首先立模进行素混凝土回填，然后再进行钢支撑及锚杆施工，工序复杂施工周期长，且存在回填混凝土变形及二次塌方的可能，无论从施工经济性，安全性还是时效性来讲都存在一定的弊端。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种用于竖井塌方的快速支挡结构，减少了常规支护方式的工序及施工周期，可以快速对塌方区域进行回填处理，增强了软弱夹层区域支护的稳定性及安全性。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于竖井塌方的快速支挡结构，多个快速支挡单元环向依次连接组成一个竖井支护圆环，多个竖井支护圆环纵向依次连接组成快速支挡结构，快速支挡单元包括工字钢、纵向连接筋、环向连接筋以及钢板，工字钢沿着长度方向为弧形，沿着工字钢外侧弧面的外翼板上焊接有弧面的钢板，钢板的宽度大于工字钢的外翼板宽度，钢板长度方向的一侧边缘设置“v”型上挂扣，另一侧边缘设定“v”型下挂扣，上挂扣和下挂扣位于钢板不同表面，在钢板上，位于工字钢两侧、沿着钢板长度的环向分别点焊有一根环向连接筋，环向连接筋的两端带有外螺纹，工字钢上下腹板上对称焊接有多组纵向连接筋，纵向连接筋一端为“l”型，焊接在工字钢腹板上，另一端端部带有外螺纹。
5.所述多组纵向连接筋的环向间距为1.0m。
6.所述钢板沿纵向中心线焊接在工字钢外翼板上，环向连接筋分别点焊在钢板宽度方向上下1/4处。
7.所述工字钢两端端部焊接螺栓垫板，后期用于螺栓拼接相邻的快速支挡单元。
8.所述钢板根据设计要求预留锚杆孔或者预留灌浆孔。
9.所述快速支挡单元为相同结构的四个单元，四个快速支挡单元进行快速对接安装后与竖井开挖的弧度相同。
10.本发明的有益效果是：本发明支护一步成型，方便快速，减小了施工人员伤亡率和二次坍塌的问题，极大的保障了人员的生命安全和项目的财产安全，大大增加了竖井支护的质量，减少了因为塌方造成工期延误的问题，节约了项目的施工成本。
附图说明
11.图1为本发明用于竖井塌方的快速支挡结构示意图。
12.图2为本发明用于竖井塌方的快速支挡结构纵剖示意图。
13.图3为本发明某一实施例的结构示意图。
14.图中：1、工字钢；2、钢板；3、纵向连接筋；4、环向连接筋；5、螺栓垫板；6、螺栓；7、v型上挂扣；8、v型下挂扣；9、钢筋套筒；10、预留孔(锚杆或灌浆)。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
17.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
18.如图1-2所示，本发明的用于竖井塌方的快速支挡结构，多个快速支挡单元环向依次连接组成一个竖井支护圆环，多个竖井支护圆环纵向依次连接组成快速支挡结构，快速支挡单元包括工字钢1、纵向连接筋3、环向连接筋4以及钢板2，工字钢1沿着长度方向为弧形，沿着工字钢1外侧弧面的外翼板上焊接有弧面的钢板2，钢板2的宽度大于工字钢1的外翼板宽度，钢板2长度方向的一侧边缘设置“v”型上挂扣7，另一侧边缘设定“v”型下挂扣8，上挂扣7和下挂扣8位于钢板2不同表面，在钢板2上，位于工字钢1两侧、沿着钢板2长度的环向分别点焊有一根环向连接筋4，环向连接筋4的两端带有外螺纹，工字钢1上下腹板上对称焊接有多组纵向连接筋3，纵向连接筋3一端为“l”型，焊接在工字钢腹板上，另一端端部带有外螺纹。
19.优选，所述多组纵向连接筋3的环向间距为1.0m。
20.所述钢板2沿纵向中心线焊接在工字钢1外翼板上，环向连接筋4分别点焊在钢板2宽度方向上下1/4处。
21.所述工字钢1两端端部焊接螺栓垫板5，后期用于螺栓6拼接相邻的快速支挡单元。
22.所述钢板2根据设计要求预留锚杆孔或者预留灌浆孔10。
23.本实施例中，所述快速支挡单元为相同结构的四个单元，四个快速支挡单元进行快速对接安装后与竖井开挖的弧度相同。
24.具体地说，竖井支护圆环范围内分为四部分，每部分快速支挡单元结构设计一致，
加工完成后可进行快速对接安装。每部分以工字钢为主体，两端头均焊接螺栓垫板，垫板设置四个螺栓孔；l型纵向连接筋，一端焊接在工字钢腹板上，沿环向腹板中心线间距1m均匀布置，另一端设计为外螺纹，用正反丝套筒将上下部分进行连接；薄钢板在腰线位置与工字钢焊接，钢板上边缘设计为v型挂扣，下边缘同样的设计为v型挂扣，通过v型挂扣可以将上下部分钢板进行连接；环向连接筋，通过点焊分别固定于钢板上下1/4位置，同样的两端设计为外螺纹，用正反丝套筒将环向部分进行连接。根据设计要求，钢板上预留孔用于后续加固锚杆的施工或者灌浆施工。然后无论是工字钢、钢板，环向连接筋、纵向连接筋均可以快速进行拼接组装。
25.在某一实施例中，具体施工方法如下：先将加工成品置于支护位置进行单环拼接，具体的，工字钢1通过螺栓垫板5用螺栓6进行环向拼接；将环向连接筋4用双向正反丝钢筋套筒9进行拼接；下一环支挡结构拼接，具体的将纵向连接筋3用双向正反丝钢筋套筒9进行拼接；下一环钢板2的拼接，具体的，将上一环v型下挂扣8与下一环v型上挂扣7进行互挂连接；支挡结构安装完成，根据工程实际情况进行混凝土回填处理灌浆处理等，并可通过预留锚杆孔进行锚杆施工。这样可以在增加型钢的安全性能基础上，减少了多层施工工序增加引水隧洞支护的安全性能，保障工程施工的安全性。
26.本发明中的选材具体如下：工字钢3选用刚性强、硬度高的成型工字钢，工字钢的规格型号、材质根据设计洞径及所承受力的大小选择合适材质材料进行制作，需满足刚度、强度要求。
27.本发明用于竖井塌方的快速支挡结构制作方法如下：
28.(1)制作弧形工字钢
29.在现有材料中挑选刚度、强度较好，无弹性变形，在受力时不易产生变形的工字钢制作，根据竖井支护半径进行弧度压弯制作。
30.(2)制作纵向连接筋
31.在现有材料中挑选刚度、强度较好，无弹性变形，在受力时不易产生形变的螺纹钢筋进行压弯，车丝制作。
32.(3)制作环向连接筋
33.在现有材料中挑选刚度、强度较好，无弹性变形，在受力时不易产生形变的螺纹钢筋根据竖井弧度进行压弯处理，端部进行车丝制作。
34.(4)制作环向钢板
35.在现有材料中挑选刚度、强度较好，无弹性变形，在受力时不易产生形变的钢板根据竖井弧度进行压弯处理，端部进行挂扣制作，预留孔做打孔处理。
36.(5)整体拼接
37.在所有加工制作好部件中，利用焊接技术，进行整体焊接加工即可。由上述可知，本发明选材方便，组装便捷，方便拼装，对生活和工地要求较低，适用范围更广，成本更低，支挡结构加工装置更简易，更省时省力，适合大批量生产加工。
38.综上所述，本发明提供了一种用于竖井塌方的快速支挡结构，通过按照设计要求弧度制作工字钢骨架1，然后将纵向连接筋3通过焊接固定于工字钢腹板之上，将钢板2腰部焊接在工字钢1上翼缘，最后将环向钢筋4通过焊接固定于钢板2之上，最后将成品通过栓结和挂接进行拼接安装。这样适合前期批量生产，后期极大的减少了支护时间，有效的提高了
竖井塌方支护效率。
39.在竖井发生塌方或者极差软弱夹层地质段时候，用本发明的提前加工好的支护结构可以快速的对施工部位进行拼接支护，进而减少了常规支护方式的工序及施工周期，可以快速对塌方区域进行回填处理，增强了软弱夹层区域支护的稳定性及安全性。从而减小了施工人员伤亡率和二次坍塌的问题，极大的保障了人员的生命安全和项目的财产安全，大大增加了竖井支护的质量，减少了因为塌方造成工期延误的问题，极大的节约了项目的施工成本，可以大大节省项目成本预算，大大提高了塌方段和软弱夹层段支护效率，为保障项目如期完工做出重大贡献。
40.以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

技术特征：
1.一种用于竖井塌方的快速支挡结构，其特征在于，多个快速支挡单元环向依次连接组成一个竖井支护圆环，多个竖井支护圆环纵向依次连接组成快速支挡结构，快速支挡单元包括工字钢(1)、纵向连接筋(3)、环向连接筋(4)以及钢板(2)，工字钢(1)沿着长度方向为弧形，沿着工字钢(1)外侧弧面的外翼板上焊接有弧面的钢板(2)，钢板(2)的宽度大于工字钢(1)的外翼板宽度，钢板(2)长度方向的一侧边缘设置“v”型上挂扣(7)，另一侧边缘设定“v”型下挂扣(8)，上挂扣(7)和下挂扣(8)位于钢板(2)不同表面，在钢板(2)上，位于工字钢(1)两侧、沿着钢板(2)长度的环向分别点焊有一根环向连接筋(4)，环向连接筋(4)的两端带有外螺纹，工字钢(1)上下腹板上对称焊接有多组纵向连接筋(3)，纵向连接筋(3)一端为“l”型，焊接在工字钢腹板上，另一端端部带有外螺纹。2.根据权利要求1所述用于竖井塌方的快速支挡结构，其特征在于，所述多组纵向连接筋(3)的环向间距为1.0m。3.根据权利要求1所述用于竖井塌方的快速支挡结构，其特征在于，所述钢板(2)沿纵向中心线焊接在工字钢(1)外翼板上，环向连接筋(4)分别点焊在钢板(2)宽度方向上下1/4处。4.根据权利要求1所述用于竖井塌方的快速支挡结构，其特征在于，所述工字钢(1)两端端部焊接螺栓垫板(5)，后期用于螺栓(6)拼接相邻的快速支挡单元。5.根据权利要求1所述用于竖井塌方的快速支挡结构，其特征在于，所述钢板(2)根据设计要求预留锚杆孔或者预留灌浆孔(10)。6.根据权利要求1-5任一项所述用于竖井塌方的快速支挡结构，其特征在于，所述快速支挡单元为相同结构的四个单元，四个快速支挡单元进行快速对接安装后与竖井开挖的弧度相同。

技术总结
本发明公开了一种用于竖井塌方的快速支挡结构，通过按照设计要求弧度制作工字钢骨架，然后将纵向连接筋通过焊接固定于工字钢腹板之上，将钢板腰部焊接在工字钢上翼缘，最后将环向钢筋通过焊接固定于钢板之上，最后将成品通过栓结和挂接进行拼接安装，进而减少了常规支护方式的工序及施工周期，可以快速对塌方区域进行回填处理，增强了软弱夹层区域支护的稳定性及安全性。同时也减小了施工人员伤亡率和二次坍塌的问题，极大的保障了人员的生命安全和项目的财产安全，大大增加了竖井支护的质量，极大的节约了项目的施工成本。极大的节约了项目的施工成本。极大的节约了项目的施工成本。


技术研发人员：赵建利 张忠辉 余洋 陈浩 刘玉玺 姚德生 李敏 张涵 李康 李强
受保护的技术使用者：中水北方勘测设计研究有限责任公司
技术研发日：2023.07.12
技术公布日：2023/9/7