一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于隧道支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]在地質(zhì)條件較差的軟弱圍巖中修建隧道，預(yù)防施工當(dāng)中發(fā)生較大沉降變形是設(shè)計(jì)、施工的關(guān)鍵。在隧道斷面大、埋深淺、對(duì)沉降控制有嚴(yán)格要求及采用機(jī)械化施工的情況下，采用長(zhǎng)管棚及交叉中隔壁法開(kāi)挖是一種常用的方案。長(zhǎng)管棚超前支護(hù)強(qiáng)度大，而采用交叉中隔壁法進(jìn)行分部開(kāi)挖，能保證每個(gè)導(dǎo)洞支護(hù)及時(shí)封閉成環(huán)并有利于機(jī)械化施工。但常規(guī)設(shè)計(jì)的等截面隧道由于管棚和初期支護(hù)之間存在三角區(qū)致使初期支護(hù)不能密貼長(zhǎng)管棚，對(duì)長(zhǎng)管棚和初期支護(hù)組合受力不利；另外，施工期間三角區(qū)的土體由于開(kāi)挖震動(dòng)而塌落需要增加噴射混凝土，這將導(dǎo)致施工成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，適用于地質(zhì)條件較差的軟弱圍巖，包括土質(zhì)、膨脹巖等。
[0004]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:
[0006]包括隧道內(nèi)環(huán)狀的永久鋼拱架，永久鋼拱架沿隧道縱向由平行的多環(huán)變截面單元組成，縱剖面呈鋸齒狀；
[0007]永久鋼拱架拱部上方均勻布置有長(zhǎng)管棚；
[0008]永久鋼拱架兩側(cè)邊墻外均勻布置有注漿小導(dǎo)管。
[0009]永久鋼拱架為工字鋼或者Η型鋼；
[0010]每環(huán)永久鋼拱架縱向上仰，形成變截面單元；
[0011]長(zhǎng)管棚起始于每環(huán)永久鋼拱架的尾部打設(shè)，外插角與永久鋼拱架縱向仰角一致，縱向長(zhǎng)度為兩環(huán)永久鋼拱架的縱向長(zhǎng)度。
[0012]永久鋼拱架上對(duì)稱布置有兩道縱向托梁，位于永久鋼拱架拱部?jī)蓚?cè)底端；
[0013]每道縱向托梁由多段槽鋼通過(guò)縱向托梁連接鋼板焊接組成；
[0014]每段槽鋼與對(duì)應(yīng)位置的單榀鋼拱架通過(guò)螺栓固定連接。
[0015]隧道內(nèi)開(kāi)挖分為上臺(tái)階左導(dǎo)洞、上臺(tái)階右導(dǎo)洞、下臺(tái)階左導(dǎo)洞和下臺(tái)階右導(dǎo)洞，每區(qū)分界處設(shè)置臨時(shí)鋼拱架，包括橫撐和豎撐；
[0016]臨時(shí)鋼拱架為工字鋼或者Η型鋼。
[0017]臨時(shí)鋼拱架之間和臨時(shí)鋼拱架與永久鋼拱架之間的交接處設(shè)置有斜向的鋼拱架加勁肋；
[0018]鋼拱架加勁肋為工字鋼或者Η型鋼。
[0019]注漿小導(dǎo)管呈輻射狀布置于永久鋼拱架兩側(cè)邊墻外，位于相鄰兩榀鋼拱架之間，縱向間距為兩倍鋼拱架的設(shè)計(jì)間距。
[0020]永久鋼拱架拱部?jī)蓚?cè)底端對(duì)稱打設(shè)有鎖腳錨桿。
[0021]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022](1)施工可操作性強(qiáng):
[0023]施工工序簡(jiǎn)單，施工空間大，機(jī)械化程度高，能提高勞動(dòng)效率；
[0024](2)沉降控制效果好:
[0025]采用長(zhǎng)管棚超前支護(hù)強(qiáng)度大，初期支護(hù)緊貼管棚組合支撐能力強(qiáng)，上臺(tái)階鋼拱架末端設(shè)置縱向托梁，控制沉降能力強(qiáng)；
[0026](3)經(jīng)濟(jì)性好:
[0027]避免等截面隧道管棚和隧道之間的三角區(qū)土體掉塊而需要補(bǔ)噴混凝土導(dǎo)致施工成本增加。
【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型橫斷面圖。
[0029]圖2為本實(shí)用新型縱斷面圖。
[0030]圖3是托梁縱向連接圖。
[0031]圖中，1-上臺(tái)階左導(dǎo)洞，2-上臺(tái)階右導(dǎo)洞，3-下臺(tái)階左導(dǎo)洞，4-下臺(tái)階右導(dǎo)洞，11-長(zhǎng)管棚，12-鎖腳錨桿，13-注漿小導(dǎo)管，21-永久鋼拱架，22-臨時(shí)鋼拱架，23-鋼拱架加勁肋，31 -縱向托梁，32-縱向托梁連接鋼板。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0033]本實(shí)用新型涉及的預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，采用交叉中隔壁法開(kāi)挖，將隧道劃分為4部開(kāi)挖，即上臺(tái)階左導(dǎo)洞、上臺(tái)階右導(dǎo)洞、下臺(tái)階左導(dǎo)洞及下臺(tái)階右導(dǎo)洞。
[0034]支護(hù)結(jié)構(gòu)包括隧道內(nèi)環(huán)狀的永久鋼拱架21，永久鋼拱架21沿隧道縱向由平行的多環(huán)變截面單元組成，縱剖面呈鋸齒狀，永久鋼拱架21拱部上方均勻布置有長(zhǎng)管棚11，永久鋼拱架21兩側(cè)邊墻外均勻布置有注漿小導(dǎo)管13，永久鋼拱架21拱部?jī)蓚?cè)底端對(duì)稱打設(shè)有鎖腳錨桿12。
[0035]永久鋼拱架21為工字鋼或者Η型鋼，每環(huán)永久鋼拱架21縱向上仰，形成變截面單元。長(zhǎng)管棚11起始于每環(huán)永久鋼拱架21的尾部打設(shè)，外插角與永久鋼拱架21縱向仰角一致，縱向長(zhǎng)度為兩環(huán)永久鋼拱架21的縱向長(zhǎng)度。
[0036]永久鋼拱架21上對(duì)稱布置有兩道縱向托梁31，位于永久鋼拱架21拱部?jī)蓚?cè)底端，每道縱向托梁31由多段槽鋼通過(guò)縱向托梁連接鋼板32焊接組成，每段槽鋼與對(duì)應(yīng)位置的單榀鋼拱架通過(guò)螺栓固定連接。
[0037]隧道內(nèi)開(kāi)挖的上臺(tái)階左導(dǎo)洞1、上臺(tái)階右導(dǎo)洞2、下臺(tái)階左導(dǎo)洞3和下臺(tái)階右導(dǎo)洞4，每區(qū)分界處設(shè)置臨時(shí)鋼拱架22，包括橫撐和豎撐，臨時(shí)鋼拱架22為工字鋼或者Η型鋼。
[0038]臨時(shí)鋼拱架22之間和臨時(shí)鋼拱架22與永久鋼拱架21之間的交接處設(shè)置有斜向的鋼拱架加勁肋23，鋼拱架加勁肋23為工字鋼或者Η型鋼。
[0039]注漿小導(dǎo)管13呈輻射狀布置于永久鋼拱架21兩側(cè)邊墻外，位于相鄰兩榀鋼拱架之間，縱向間距為兩倍鋼拱架的設(shè)計(jì)間距。
[0040]上述預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方法，其特征在于:
[0041]由以下步驟實(shí)現(xiàn):
[0042]步驟一:施做上臺(tái)階左導(dǎo)洞1拱部的長(zhǎng)管棚11，管棚長(zhǎng)度為兩個(gè)變截面單元的縱向長(zhǎng)度；
[0043]步驟二:進(jìn)行上臺(tái)階左導(dǎo)洞1開(kāi)挖及支護(hù)直至完成一個(gè)變截面單元；
[0044]支護(hù)內(nèi)容包括噴射混凝土、掛鋼筋網(wǎng)，還包括該區(qū)域永久鋼拱架21、臨時(shí)鋼拱架22、鋼拱架加勁肋23、縱向托梁31的安裝以及鎖腳錨桿12的打設(shè)；
[0045]步驟三:重復(fù)步驟一和二，直至上臺(tái)階左導(dǎo)洞1完成七個(gè)變截面單元；
[0046]步驟四:施做上臺(tái)階右導(dǎo)洞2拱部的長(zhǎng)管棚11 ;
[0047]步驟五:進(jìn)行上臺(tái)階右導(dǎo)洞2開(kāi)挖及支護(hù)直至完成一個(gè)變截面單元；
[0048]支護(hù)內(nèi)容包括噴射混凝土、掛鋼筋網(wǎng)，還包括該區(qū)域永久鋼拱架21、臨時(shí)鋼拱架22、鋼拱架加勁肋23、縱向托梁31的安裝以及鎖腳錨桿12的打設(shè)；
[0049]步驟六:重復(fù)步驟四和五，直至上臺(tái)階右導(dǎo)洞2完成三個(gè)變截面單元；
[0050]步驟七:進(jìn)行下臺(tái)階左導(dǎo)洞3開(kāi)挖及支護(hù)直至完成兩個(gè)變截面單元；
[0051]支護(hù)內(nèi)容包括噴射混凝土、掛鋼筋網(wǎng)，安裝該區(qū)域永久鋼拱架21、臨時(shí)鋼拱架22和鋼拱架加勁肋23，還包括實(shí)施邊墻的注漿小導(dǎo)管13 ;
[0052]步驟八:進(jìn)行下臺(tái)階右導(dǎo)洞4開(kāi)挖及支護(hù)直至完成一個(gè)變截面單元；
[0053]支護(hù)內(nèi)容包括噴射混凝土、掛鋼筋網(wǎng)、安裝該區(qū)域永久鋼拱架21，還包括實(shí)施邊墻的注漿小導(dǎo)管13 ;
[0054]步驟九:在保持上臺(tái)階左導(dǎo)洞1、上臺(tái)階右導(dǎo)洞2、下臺(tái)階左導(dǎo)洞3和下臺(tái)階右導(dǎo)洞4各個(gè)導(dǎo)洞掌子面之間縱向距離不變的情況下，即上臺(tái)階左導(dǎo)洞1、上臺(tái)階右導(dǎo)洞2之間保持四個(gè)變截面單元，上臺(tái)階左導(dǎo)洞1、下臺(tái)階左導(dǎo)洞3之間保持五個(gè)變截面單元，上臺(tái)階左導(dǎo)洞1、下臺(tái)階右導(dǎo)洞4之間保持六個(gè)變截面單元，重復(fù)前述步驟進(jìn)行四個(gè)導(dǎo)洞的管棚、開(kāi)挖及支護(hù)施工；
[0055]步驟十:待永久鋼拱架21封閉成環(huán)、且變形穩(wěn)定之后拆除臨時(shí)鋼拱架，并按照先拆除橫撐、后拆除豎撐的順序進(jìn)行，之后進(jìn)行仰拱、襯砌施工。
[0056]—個(gè)變截面單元的縱向長(zhǎng)度為7.45m，鋼拱架設(shè)計(jì)間距為0.62m，單排管棚長(zhǎng)度為15m，襯砌模板臺(tái)車長(zhǎng)度為11.25m，每板襯砌長(zhǎng)度為11.175m (即1.5倍變截面單元長(zhǎng)度)。
[0057]本實(shí)用新型的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過(guò)閱讀本實(shí)用新型說(shuō)明書而對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實(shí)用新型的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于: 包括隧道內(nèi)環(huán)狀的永久鋼拱架(21 )，永久鋼拱架(21)沿隧道縱向由平行的多環(huán)變截面單元組成，縱剖面呈鋸齒狀； 永久鋼拱架(21)拱部上方均勻布置有長(zhǎng)管棚(11); 永久鋼拱架(21)兩側(cè)邊墻外均勻布置有注漿小導(dǎo)管(13)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于: 永久鋼拱架(21)為工字鋼或者Η型鋼； 每環(huán)永久鋼拱架(21)縱向上仰，形成變截面單元； 長(zhǎng)管棚(11)起始于每環(huán)永久鋼拱架(21)的尾部打設(shè)，外插角與永久鋼拱架(21)縱向仰角一致，縱向長(zhǎng)度為兩環(huán)永久鋼拱架(21)的縱向長(zhǎng)度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于: 永久鋼拱架(21)上對(duì)稱布置有兩道縱向托梁(31)，位于永久鋼拱架(21)拱部?jī)蓚?cè)底端; 每道縱向托梁(31)由多段槽鋼通過(guò)縱向托梁連接鋼板(32)焊接組成； 每段槽鋼與對(duì)應(yīng)位置的單榀鋼拱架通過(guò)螺栓固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于: 隧道內(nèi)開(kāi)挖分為上臺(tái)階左導(dǎo)洞(1)、上臺(tái)階右導(dǎo)洞(2)、下臺(tái)階左導(dǎo)洞(3)和下臺(tái)階右導(dǎo)洞(4)，每區(qū)分界處設(shè)置臨時(shí)鋼拱架(22)，包括橫撐和豎撐； 臨時(shí)鋼拱架(22)為工字鋼或者Η型鋼。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于: 臨時(shí)鋼拱架(22)之間和臨時(shí)鋼拱架(22)與永久鋼拱架(21)之間的交接處設(shè)置有斜向的鋼拱架加勁肋(23)； 鋼拱架加勁肋(23)為工字鋼或者Η型鋼。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于: 注漿小導(dǎo)管(13)呈輻射狀布置于永久鋼拱架(21)兩側(cè)邊墻外，位于相鄰兩榀鋼拱架之間，縱向間距為兩倍鋼拱架的設(shè)計(jì)間距。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于: 永久鋼拱架(21)拱部?jī)蓚?cè)底端對(duì)稱打設(shè)有鎖腳錨桿(12 )。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種預(yù)防隧道沉降變形的支護(hù)結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)管棚及交叉中隔壁法開(kāi)挖一般采用等截面隧道施工，由于管棚和初期支護(hù)之間的三角區(qū)土體致使初期支護(hù)不能密貼長(zhǎng)管棚，對(duì)長(zhǎng)管棚及初期支護(hù)組合受力不利。本實(shí)用新型包括隧道內(nèi)環(huán)狀的永久鋼拱架，永久鋼拱架沿隧道縱向由平行的多環(huán)變截面單元組成，縱剖面呈鋸齒狀；分區(qū)導(dǎo)洞之間設(shè)置有臨時(shí)鋼拱架；永久鋼拱架拱部上方均勻布置有長(zhǎng)管棚；永久鋼拱架兩側(cè)邊墻外均勻布置有注漿小導(dǎo)管。本實(shí)用新型隧道縱向采用變截面形式，初期支護(hù)可以緊貼長(zhǎng)管棚，兩者的組合支撐作用，可以強(qiáng)有力地控制沉降；結(jié)構(gòu)工序簡(jiǎn)單，操作空間大，有利于機(jī)械化施工并避免施工成本增加。
【IPC分類】E21D11/00, E21D11/18
【公開(kāi)號(hào)】CN204960946
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520556997
【發(fā)明人】徐智, 張武祥, 楊彥民, 王萬(wàn)平, 盧曉玲, 胡蔓寧, 曹校勇, 張曉榮, 楊紹戰(zhàn), 孫海東
【申請(qǐng)人】中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年7月29日