一種黃土隧道豎向變形控制結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種隧道初期支護(hù)中鋼拱架的鎖定結(jié)構(gòu)，特別適用于黃土隧道的豎向變形控制。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國在黃土地區(qū)交通建設(shè)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了大量的鐵路、公路黃土隧道。由于黃土的特點(diǎn):大孔隙、垂直節(jié)理發(fā)育、天然含水率時(shí)強(qiáng)度較高、很高的濕陷性，使得在黃土地層中修建隧道存在一定的技術(shù)難題，其中在黃土隧道開挖過程中產(chǎn)生的豎向變形尤為顯著，所以如何控制黃土隧道開挖過程中的豎向變形成為必要。
[0003]黃土隧道開挖后，使原有圍巖的應(yīng)力重新分布，進(jìn)而使圍巖產(chǎn)生了塑性變形和松弛，為了阻止被擾動(dòng)后圍巖的過度位移和變形，必須采用合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)來承受圍巖的壓力。鋼拱架是黃土隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)中重要的組成部分，同時(shí)又是永久支護(hù)的一部分，鋼拱架本身具有較大剛度和較強(qiáng)的承載能力，能夠在噴射混凝土未達(dá)到要求強(qiáng)度之前，有效的控制圍巖的變形和位移，承擔(dān)地層壓力和約束變形。
[0004]坑道開挖后由于黃土的垂直節(jié)理發(fā)育，鋼拱架需要堅(jiān)固的基礎(chǔ)支撐，才能有效阻止鋼拱架在新的應(yīng)力場形成過程產(chǎn)生的下沉。通過施做大直徑的鎖腳錨管與鋼拱架進(jìn)行牢固的連接，使鎖腳錨管與鋼拱架形成一個(gè)整體，將鋼拱架錨固于圍巖深部，在一定程度上限制鋼拱架的豎向位移，充分發(fā)揮鋼拱架的剛度和強(qiáng)度，以便對坑道周邊圍巖提供較大的支護(hù)抗力，防止圍巖產(chǎn)生有害的過度變形。
[0005]現(xiàn)有在軟弱圍巖中控制鋼拱架豎向變形的結(jié)構(gòu)，是在一榀鋼拱架兩側(cè)布置兩根與水平面成一定夾角的鎖腳錨管，通過鎖腳錨管與圍巖的之間的摩擦阻力及法向力，盡可能的為鋼拱架提供豎向支撐，限制鋼拱架的豎向下沉，盡早發(fā)揮鋼拱架的剛度和強(qiáng)度，使其承擔(dān)圍巖變形引起的壓力，保證隧道初期的穩(wěn)定性。
[0006]但是由于黃土地層較軟弱，在黃土地層中修建的隧道，其豎向變形比在軟弱圍巖地層中修建隧道的豎向變形要大，若采用現(xiàn)有的控制變形結(jié)構(gòu)，則鎖腳錨管很難為鋼拱架提供有效的豎向支撐，從而降低支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性，導(dǎo)致圍巖的過大變形，甚至?xí)斐墒Х€(wěn)、塌方等工程事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述【背景技術(shù)】中的不足之處，提供一種黃土隧道豎向變形控制結(jié)構(gòu)，可以有效的阻止坑道開挖過程中的豎向變形，提高施工的安全性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
[0008]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型而采用的技術(shù)方案為:
[0009]一種黃土隧道豎向變形控制結(jié)構(gòu)，包括鋼拱架(4)和鋼拱架(5)、槽鋼(3)、大直徑灌漿鎖腳錨管(2)、鋼筋連接件(1)，其特征在于:鋼拱架(4)和鋼拱架(5)之間縱向連接槽鋼(3 )，大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )位于槽鋼(3 )下側(cè)，通過連接于槽鋼(3 )上的大直徑灌漿鎖腳錨管(2)，將鋼拱架(4)和鋼拱架(5)錨固于圍巖深部，大直徑灌漿鎖腳錨管(2)端部焊接于鋼筋連接件(1)，鋼筋連接件(I)焊接于槽鋼(3)，鋼筋連接件(I)由鋼筋彎曲而成，其中大直徑灌漿鎖腳錨管(2)打入圍巖角度為15° ~30°。
[0010]與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相比，本結(jié)構(gòu)具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下:
[0011]1、本實(shí)用新型在傳力方面比較明確，大直徑灌漿鎖腳錨管與圍巖產(chǎn)生的作用通過錨管與槽鋼的連接傳至槽鋼，槽鋼再通過焊縫將豎向的作用傳至鋼拱架，從而有效的控制隧道的豎向變形。
[0012]2、本實(shí)用新型具有良好的整體性，兩榀鋼拱架通過槽鋼縱向連接，然后大直徑灌漿鎖腳錨管的的作用施加在兩榀鋼拱架上，使得圍巖的作用不是施加在單獨(dú)一榀鋼拱架上，而是通過兩榀鋼拱架共同進(jìn)行分擔(dān)。
[0013]3、本實(shí)用新型在隧道縱向亦提供支撐，取代以往在兩榀鋼拱架之間設(shè)置鋼筋連接件，而設(shè)置槽鋼作為縱向連接件，不僅使鎖腳錨管與鋼拱架的連接更加牢固，而且也提供了有效的縱向支撐。
[0014]4、本實(shí)用新型更加經(jīng)濟(jì)合理，取代現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中在一榀鋼拱架兩側(cè)設(shè)置兩根鎖腳錨管，而是設(shè)置一根直徑較大的鎖腳錨管作用于兩榀鋼拱架上，不僅降低了鎖腳錨管的造價(jià)，而且節(jié)省了打錨的時(shí)間。
[0015]四、
【附圖說明】
[0016]圖1本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(實(shí)體圖)；
[0017]圖2本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(立面圖)；
[0018]圖3圖2的A-A剖視圖；
[0019]圖4本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(俯視圖)
[0020]五、
【具體實(shí)施方式】
[0021]本實(shí)用新型是一種黃土隧道豎向變形控制結(jié)構(gòu)，參照圖1~4，包括鋼拱架(4)和鋼拱架(5)、槽鋼(3)、大直徑灌漿鎖腳錨管(2)、鋼筋連接件(1)，其特征在于:鋼拱架(4)和鋼拱架(5 )之間縱向連接槽鋼(3 )，大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )位于槽鋼(3 )下側(cè)，通過連接于槽鋼(3 )上的大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )，將鋼拱架(4)和鋼拱架(5 )錨固于圍巖深部，大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )端部焊接于鋼筋連接件(I)，鋼筋連接件(I)焊接于槽鋼(3 )，鋼筋連接件
(I)由鋼筋彎曲而成，其中大直徑灌漿鎖腳錨管(2)打入圍巖角度為15° ~30°。
[0022]工作原理:在兩榀鋼拱架之間焊接縱向槽鋼，再通過鋼筋連接件將大直徑灌漿鎖腳錨管焊接于槽鋼上，兩側(cè)的鋼拱架與大直徑灌漿鎖腳錨管共同受力，連接體現(xiàn)整體性，傳力明確，極限承載能力得到提高。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種黃土隧道豎向變形控制結(jié)構(gòu)，包括鋼拱架(4 )和鋼拱架(5 )、槽鋼(3 )、大直徑灌漿鎖腳錨管(2)、鋼筋連接件(1)，其特征在于:鋼拱架(4)和鋼拱架(5)之間縱向連接槽鋼(3 )，大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )位于槽鋼(3 )下側(cè)，通過連接于槽鋼(3 )上的大直徑灌漿鎖腳錨管(2)，將鋼拱架(4)和鋼拱架(5)錨固于圍巖深部，大直徑灌漿鎖腳錨管(2)端部焊接于鋼筋連接件(1)，鋼筋連接件(I)焊接于槽鋼(3)，鋼筋連接件(I)由鋼筋彎曲而成，其中大直徑灌漿鎖腳錨管(2)打入圍巖角度為15° ~30°。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種黃土隧道豎向變形控制結(jié)構(gòu)，包括鋼拱架（4）和鋼拱架（5）、槽鋼（3）、大直徑灌漿鎖腳錨管（2）、鋼筋連接件（1），其特征在于：鋼拱架（4）和鋼拱架（5）之間縱向連接槽鋼（3），大直徑灌漿鎖腳錨管（2）位于槽鋼（3）下側(cè)，通過連接于槽鋼（3）上的大直徑灌漿鎖腳錨管（2），將鋼拱架（4）和鋼拱架（5）錨固于圍巖深部，大直徑灌漿鎖腳錨管（2）端部焊接于鋼筋連接件（1），鋼筋連接件（1）焊接于槽鋼（3），鋼筋連接件（1）由鋼筋彎曲而成，其中大直徑灌漿鎖腳錨管（2）打入圍巖角度為15°~30°。
【IPC分類】E21D20-02
【公開號】CN204552783
【申請?zhí)枴緾N201520164049
【發(fā)明人】李德武, 劉澤, 何開偉, 孫凱, 梁慶國, 蔣代軍
【申請人】蘭州交通大學(xué), 中鐵二局第四工程有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月24日