曲面造型的崖壁支护系统及其施工方法与流程

1.本发明涉及建筑技术领域，特指一种曲面造型的崖壁支护系统及其施工方法。


背景技术：

2.在矿坑等施工场地中，崖壁由于受到长期的风化、破坏等，会对建成后的场地造成一定的危险，需要对崖壁进行加固支护。
3.当前针对崖壁的支护方式，主要是通过锚杆加固，并结合表面的钢筋网开展，通过喷射混凝土形成表面造型。钢筋网通过是沿着崖壁面布设，最终形成的曲面造型和原有的崖壁造型类似，无法根据设计需求形成特定的曲面造型。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种曲面造型的崖壁支护系统及其施工方法，以解决现有崖壁的支护方式无法根据设计需求形成特定的曲面造型的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供了一种曲面造型的崖壁支护系统，崖壁的表面具有若干个第一孔洞，所述崖壁支护系统包括：
6.自所述第一孔洞打设于所述崖壁内的第一锚杆，所述第一锚杆位于所述第一孔洞内的一端形成连接端；
7.安装于所述连接端上的锚固球，所述锚固球与所述第一孔洞间形成一间隙；
8.浇筑形成于所述间隙处的第一混凝土结构，所述第一混凝土结构包裹所述锚固球并部分埋固所述连接端；
9.可移动调节地安装于所述锚固球上且部分伸出所述第一孔洞外的第一调节杆；
10.拉结连接于对应的两个所述第一调节杆之间的第一拉索，通过移动调节所述第一调节杆，以调节所述第一调节杆伸出所述锚固球外部分的长度，从而调节所述第一拉索与崖壁的间距以及所述第一拉索的倾斜姿态以适配所述崖壁的曲面设计造型；
11.沿所述崖壁的外壁铺设且位于所述第一拉索和所述崖壁之间的钢筋网，所述钢筋网附着固定于所述第一拉索上以形成与所述崖壁的曲面设计造型相适配的曲面状；
12.喷射形成于所述崖壁外壁上且呈曲面造型的护壁混凝土结构，所述护壁混凝土结构埋固所述第一拉索和所述钢筋网。
13.本发明针对第一孔洞处设置第一锚杆、锚固球以及第一混凝土结构，起到对第一孔洞处崖壁的加固作用，并在锚固球上设置可移动调节的第一调节杆，通过移动调节第一调节杆，以调节第一调节杆伸出锚固球外部分的长度，从而可调节第一拉索的倾斜程度以适配崖壁的曲面设计造型，通过将钢筋网附着固定于第一拉索上，以使钢筋网可以随第一拉索形成曲面的造型，使得喷射形成的护壁混凝土结构能够形成特定的曲面造型。
14.本发明曲面造型的崖壁支护系统的进一步改进在于，所述崖壁的表面还具有若干个第二孔洞，所述第二孔洞的尺寸小于所述第一孔洞的尺寸，所述崖壁支护系统还包括：
15.自所述第二孔洞打设于所述崖壁内的第二锚杆，所述第二锚杆位于所述第二孔洞
内的一端形成锚固端；
16.浇筑形成于所述第二孔洞内且埋固所述锚固端的第二混凝土结构；
17.可移动调节地安装于所述第二混凝土结构上且部分伸出所述第二孔洞外的第二调节杆；
18.拉结连接于对应的两个所述第一调节杆之间的第二拉索；
19.拉结连接于对应的所述第一调节杆和所述第二调节杆之间的第三拉索，通过所述第一拉索、所述第二拉索以及所述第三拉索以形成索网结构，通过移动调节所述第一调节杆和第二调节杆，以调节所述第一调节杆伸出所述锚固球外部分的长度以及所述第二调节杆伸出所述第二混凝土结构外部分的长度，从而使所述索网结构呈曲面状以适配所述崖壁的曲面设计造型；
20.所述钢筋网附着固定于所述索网结构上且位于所述索网结构和所述崖壁之间，所述护壁混凝土结构埋固所述索网结构。
21.本发明曲面造型的崖壁支护系统的进一步改进在于，所述第二混凝土结构上对应所述第二孔洞的洞口处埋固有预埋管；
22.所述第二调节杆螺纹连接于所述预埋管内且部分伸出所述预埋管外，通过旋拧所述第二调节杆以调节所述第二调节杆伸出所述第二混凝土结构外部分的长度。
23.本发明曲面造型的崖壁支护系统的进一步改进在于，还包括通过轴杆可转动地安装于所述第二调节杆远离所述第二混凝土结构一端的第二索环；
24.所述第二拉索、所述第三拉索安装连接于对应的所述第二索环上。
25.本发明曲面造型的崖壁支护系统的进一步改进在于，还包括间隔且可移动调节地安装于所述锚固球上的若干个锚固件，所述锚固件部分埋固于所述第一混凝土结构内，通过移动调节所述锚固件，以调节所述锚固件位于所述第一混凝土结构内部分的长度。
26.本发明曲面造型的崖壁支护系统的进一步改进在于，所述锚固件螺纹连接于所述锚固球上。
27.本发明曲面造型的崖壁支护系统的进一步改进在于，所述锚固球内部中空且所述锚固球内支撑连接有加劲肋。
28.本发明曲面造型的崖壁支护系统的进一步改进在于，所述锚固球位于所述第一孔洞的洞口处的部分呈平面状以安装所述第一调节杆。
29.本发明曲面造型的崖壁支护系统的进一步改进在于，还包括通过转轴可转动地安装于所述第一调节杆远离所述锚固球的一端的第一索环；
30.所述第一拉索安装连接于所述第一索环上。
31.本发明还提供了一种如上述的曲面造型的崖壁支护系统的施工方法，包括如下步骤：
32.将所述第一锚杆自所述第一孔洞打设于所述崖壁内，使所述第一锚杆位于所述第一孔洞内的一端形成连接端；
33.将所述锚固球安装于所述连接端上，使所述锚固球与所述第一孔洞间形成一间隙；
34.于所述间隙处浇筑形成所述第一混凝土结构，使所述第一混凝土结构包裹所述锚固球并部分埋固所述连接端；
35.移动调节所述第一调节杆，以调节所述第一调节杆伸出所述锚固球外部分的长度，将所述第一拉索拉结连接于对应的两个所述第一调节杆之间，使所述第一拉索呈倾斜状以适配所述崖壁的曲面设计造型；
36.沿所述崖壁的外壁铺设所述钢筋网，使所述钢筋网位于所述第一拉索和所述崖壁之间，并使所述钢筋网附着固定于所述第一拉索上以形成与所述崖壁的曲面设计造型相适配的曲面状；
37.于所述崖壁外壁上喷射形成呈曲面造型的护壁混凝土结构，使所述护壁混凝土结构埋固所述第一拉索和所述钢筋网。
附图说明
38.图1为本发明曲面造型的崖壁支护系统的局部结构示意图。
39.图2为本发明曲面造型的崖壁支护系统中第一孔洞内的结构示意图。
40.图3为本发明曲面造型的崖壁支护系统中第二孔洞内的结构示意图。
41.符号说明：崖壁10，第一孔洞11，第一锚杆111，第二孔洞12，第二锚杆121，锚固球20，锚固件21，第一混凝土结构30，第一调节杆40，第一索环41，第二混凝土结构50，预埋管51，第二调节杆60，第二索环61，索网结构70，第一拉索71，第二拉索72，第三拉索73，钢筋网80。
具体实施方式
42.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。
43.本发明提供了一种曲面造型的崖壁支护系统及其施工方法，利用三维扫描技术对崖壁壁面开展分析，并在分析的基础上划分成大、中、小型的孔洞，采用不同的形式实现孔洞的填补，并利用填补好的孔洞，设置供安装拉索的调节件，通过拉索与钢筋网的配合使用，形成特定的曲面形式，再利用喷射混凝土，完成崖壁的造型，并对崖壁整体形成了支护。
44.下面结合附图对本发明曲面造型的崖壁支护系统及其施工方法进行说明。
45.参见图1和图2，在本实施例中，一种曲面造型的崖壁支护系统，崖壁10的表面具有若干个第一孔洞11，崖壁10支护系统包括：自第一孔洞11打设于崖壁10内的第一锚杆111，第一锚杆111位于第一孔洞11内的一端形成连接端；安装于连接端上的锚固球20，锚固球20与第一孔洞11间形成一间隙；浇筑形成于间隙处的第一混凝土结构30，第一混凝土结构30包裹锚固球20并部分埋固连接端；可移动调节地安装于锚固球20上且部分伸出第一孔洞11外的第一调节杆40；拉结连接于对应的两个第一调节杆40之间的第一拉索71，通过移动调节第一调节杆40，以调节第一调节杆40伸出锚固球20外部分的长度，从而调节第一拉索71与崖壁10的间距以及第一拉索71的倾斜姿态以适配崖壁10的曲面设计造型；沿崖壁10的外壁铺设且位于第一拉索71和崖壁10之间的钢筋网80，钢筋网80附着固定于第一拉索71上以形成与崖壁10的曲面设计造型相适配的曲面状；喷射形成于崖壁10外壁上且呈曲面造型的护壁混凝土结构，护壁混凝土结构埋固第一拉索71和钢筋网80。
46.在本实施例中崖壁10支护系统中利用锚杆和锚固球20增强了对崖壁10的第一孔洞11处的加固，通过设置可灵活调节的第一调节杆40，可根据崖壁10的曲面设计造型针对调节第一调节杆40伸出锚固球20外部分的长度，以调节第一拉索71的倾斜姿态，将钢筋网80附着固定于第一拉索71上以形成与崖壁10的曲面设计造型相适配的曲面状，从而使得护壁混凝土结构能够形成曲面造型。
47.参见图1、图2和图3，在一种具体实施例中，崖壁10的表面还具有若干个第二孔洞12，第二孔洞12的尺寸小于第一孔洞11的尺寸，崖壁10支护系统还包括：自第二孔洞12打设于崖壁10内的第二锚杆121，第二锚杆121位于第二孔洞12内的一端形成锚固端；浇筑形成于第二孔洞12内且埋固锚固端的第二混凝土结构50；可移动调节地安装于第二混凝土结构50上且部分伸出第二孔洞12外的第二调节杆60；拉结连接于对应的两个第一调节杆40之间的第二拉索72；拉结连接于对应的第一调节杆40和第二调节杆60之间的第三拉索73，通过第一拉索71、第二拉索72以及第三拉索73以形成索网结构70，通过移动调节第一调节杆40和第二调节杆60，以调节第一调节杆40伸出锚固球20外部分的长度以及第二调节杆60伸出第二混凝土结构50外部分的长度，进而调节第一拉索71与崖壁10的间距、第二拉索72与崖壁10的间距、第三拉索73与崖壁10的间距、第一拉索71的倾斜姿态、第二拉索72的倾斜姿态以及第三拉索73的倾斜姿态，从而调节索网结构70的曲面形状和与崖壁10间的间距以与崖壁10的曲面设计造型相适配；钢筋网80附着固定于索网结构70上且位于索网结构70和崖壁10之间，护壁混凝土结构埋固索网结构70。
48.参见图3，在一种具体实施例中，第二混凝土结构50上对应第二孔洞12的洞口处埋固有预埋管51；第二调节杆60螺纹连接于预埋管51内且部分伸出预埋管51外，通过旋拧第二调节杆60以调节第二调节杆60伸出第二混凝土结构50外部分的长度。
49.参见图3，较佳地，第二混凝土结构50位于第二孔洞12的洞口处的部分呈平面状以供埋固预埋管51。
50.参见图3，进一步的，崖壁10支护系统还包括通过轴杆可转动地安装于第二调节杆60远离第二混凝土结构50一端的第二索环61；第二拉索72、第三拉索73安装连接于对应的第二索环61上。
51.参见图2，更进一步的，崖壁10支护系统还包括间隔且可移动调节地安装于锚固球20上的若干个锚固件21，锚固件21部分埋固于第一混凝土结构30内，通过移动调节锚固件21，以调节锚固件21位于第一混凝土结构30内部分的长度。
52.参见图2，在一种具体实施例中，锚固件21螺纹连接于锚固球20上。
53.进一步的，锚固球20内部中空且锚固球20内支撑连接有加劲肋。
54.参见图2，更进一步的，锚固球20位于第一孔洞11的洞口处的部分呈平面状以安装第一调节杆40。
55.较佳地，锚固球20为呈半球状的钢球。
56.参见图2，较佳地，崖壁10支护系统还包括通过转轴可转动地安装于第一调节杆40远离锚固球20的一端的第一索环41；第一拉索71安装连接于第一索环41上。
57.通过设置可转动的第一索环41和第二索环61，以便于根据第一拉索71、第二拉索72以及第三拉索73的设置方向灵活的转动调节第一索环41和第二索环61。
58.下面对本发明的曲面造型的崖壁10支护系统的施工流程进行说明。
59.步骤1：利用三维扫描技术，对崖壁10表面开展扫描，形成三维点云数据，并通过点云数据处理软件，形成崖壁10表面的三维模型，并建立崖壁10曲面设计造型的支护结构的三维设计模型；
60.步骤2：根据现场的崖壁10孔洞数量及破碎程度，将直径2m以上、深度1m以上的孔洞划分为大型孔洞，将直径1-2m、深度0.5m以上的孔洞划分为中型孔洞，其余的孔洞定义为小型孔洞。
61.步骤3：在大型、中型孔洞中心位置，按照壁面整体均匀分布的原则，分别设置第一锚杆111和第二锚杆121，第一锚杆111和第二锚杆121的端部预留出20公分距离，第一锚杆111和第二锚杆121分别用于与锚固球20和第二混凝土结构50连接。
62.步骤4：针对大型孔洞，为了减少喷射混凝土的用量，确保大型孔洞处的支护效果，根据三维扫描的大型孔洞壁面的尺寸，制作预埋半钢球，保证钢球外壁与孔洞壁面之间预留30公分的距离，且在半钢球的内部设置加劲肋，保证半钢球的刚度。
63.步骤4：在预埋半钢球的球形壁面外侧设置丝孔，将螺丝杆穿出壁面10厘米，用于增加半钢球和混凝土之间的锚固效果。
64.步骤5：在预埋板钢球的顶部设置盖板，并在盖板上方焊接第一调节杆40，该第一调节杆40通过盖板上的丝孔，可以旋进来调节伸出的长度。
65.步骤6：在调节杆上方设置可转动的索环，索环的直径略大于索直径3mm。
66.步骤7：将制备完成的预制半钢球埋设在大型孔洞壁面中，并通过设置好的螺丝孔完成与埋设好的第一锚杆111的连接，连接完成后，在半钢球和大型孔洞壁面之间浇筑混凝土，完成大型孔洞的填充支护。
67.步骤8：针对中型孔洞，采取现场混凝土浇筑的方式完成，在中型孔洞壁面中浇筑完成第二混凝土结构50，并与第二锚杆121中的预留部分形成整体；
68.步骤9：在第二混凝土结构50浇筑的过程中，需要设置预埋螺丝套管，使其与第二混凝土结构50形成锚固。
69.步骤10：将带有索环的第二调节杆60拧入预埋螺丝套管中，本根据实际需要调节螺丝杆的伸出长度。
70.步骤11：在整体的壁面设置1分布钢筋网80，暂时通过临时固定措施实现。
71.步骤12：在对应的两个第一调节杆40的索环间、对应的两个第二调节杆60的索环间以及对应的第一调节杆40和第二调节杆60的索环之间张拉索，通过调节第一调节杆40和第二调节杆60的长短，实现索网的定位，为崖壁10的造型形成基础骨架。
72.步骤13：将钢筋网80通过机械链接，固定在索网和崖壁10壁面的中间，保证钢筋网80能够在混凝土喷射过程中充分发挥挂网的效果，并能够保证喷射混凝土长期的服役性能。
73.步骤14：通过喷射混凝土对壁面进行施工，形成曲面的基本造型。
74.步骤15：再次通过三维扫描技术对浇筑完成的初步曲面进行扫描和三维建模，并通过与三维设计模型对比，精确定位需要补充浇筑的曲面位置，通过混凝土开展抹面完成既定的崖壁10造型。
75.本发明还提供了一种如上述的曲面造型的崖壁10支护系统的施工方法，包括如下步骤：
76.将第一锚杆111自第一孔洞11打设于崖壁10内，使第一锚杆111位于第一孔洞11内的一端形成连接端；
77.将锚固球20安装于连接端上，使锚固球20与第一孔洞11间形成一间隙；
78.于间隙处浇筑形成第一混凝土结构30，使第一混凝土结构30包裹锚固球20并部分埋固连接端；
79.移动调节第一调节杆40，以调节第一调节杆40伸出锚固球20外部分的长度，将第一拉索71拉结连接于对应的两个第一调节杆40之间，使第一拉索71呈倾斜状以适配崖壁10的曲面设计造型；
80.沿崖壁10的外壁铺设钢筋网80，使钢筋网80位于第一拉索71和崖壁10之间，并使钢筋网80附着固定于第一拉索71上以形成与崖壁10的曲面设计造型相适配的曲面状；
81.于崖壁10外壁上喷射形成呈曲面造型的护壁混凝土结构，使护壁混凝土结构埋固第一拉索71和钢筋网80。
82.进一步的，安装第一锚杆111之前，根据孔洞的尺寸将若干个孔洞划分为第一孔洞11、第二孔洞12以及第三孔洞的三组孔洞，第一孔洞11的尺寸大于第二孔洞12的尺寸，第二孔洞12的尺寸大于第三孔洞的尺寸；
83.护壁混凝土结构覆盖第三孔洞。
84.在一种具体实施例中，在完成钢筋网80之前，将第二锚杆121自第二孔洞12打设于崖壁10内，使第二锚杆121位于第二孔洞12内的一端形成锚固端；
85.于第二孔洞12内浇筑形成第二混凝土结构50，使第二混凝土结构50埋固锚固端，同时在第二混凝土结构50上对应第二孔洞12的洞口处埋固预埋管51，将第二调节杆60螺纹连接于预埋管51上且部分伸出预埋管51外，通过旋拧第二调节杆60以调节第二调节杆60伸出第二混凝土结构50外部分的长度，并通过移动调节第一调节杆40以调节第一调节杆40伸出锚固球20外部分的长度，从而使索网结构70呈曲面状以适配崖壁10的曲面设计造型；
86.在安装钢筋网80时，将钢筋网80附着固定于索网结构70上且位于索网结构70和崖壁10之间；
87.在喷射形成护壁混凝土结构时，使护壁混凝土结构埋固索网结构70。
88.通过采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
89.本发明一方面实现了对崖壁10的加强支护效果，另一方面实现了崖壁10的外壁的造型改造，通过护壁混凝土结构、钢筋网80、索网结构70，第一调节杆40、第二调节杆60形成整体的钢筋混凝土结构，更加牢固和稳定。通过移动调节第一调节杆40和第二调节杆60，以调节第一调节杆40伸出锚固球20外部分的长度以及第二调节杆60伸出第二混凝土结构50外部分的长度，进而调节第一拉索71与崖壁10的间距、第二拉索72与崖壁10的间距、第三拉索73与崖壁10的间距、第一拉索71的倾斜姿态、第二拉索72的倾斜姿态以及第三拉索73的倾斜姿态，从而调节索网结构70的曲面形状和与崖壁10间的间距以与崖壁10的曲面设计造型相适配，使得护壁混凝土结构能够形成曲面造型。
90.需要说明的是，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得
能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。