一种用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，包括安装在隧洞上半洞的钢拱架，所述钢拱架包括起拱线上方的半圆弧部分、起拱线下方两端钢拱架加长段和两个拱脚，所述两个拱脚安装在其下方的混凝土垫块上，所述混凝土垫块埋于隧洞下台阶的凹坑内，凹坑内浇筑低标号混凝土固定拱脚。本实用新型所述的用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，采用混凝土垫块及现浇混凝土固定钢拱架的两拱脚,取代了锁脚锚杆,增加了两拱脚水平方向的约束力，有利于减少上半洞支护结构两底脚向洞内侧的位移量。同时混凝土结构尺寸较小，其抵抗变形的约束力有限，不是完全意义上的刚性支撑，可以保持支护结构能适应一定量的变形。
【专利说明】一种用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隧洞工程，特别涉及一种用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构。
【背景技术】
[0002]隧洞开挖是根据不同的断面形式、不同的地质条件确定不同的施工方法。各种施工方法均是以保证隧洞洞室开挖时安全稳定为目的，但各种方法均有其优缺点，如何提高洞室开挖时的稳定性是首要解决的问题。
[0003]现有施工技术中，对于在破碎岩层和土层地质条件下开挖隧洞大多是采用上下台阶开挖法，上台阶开挖的同时采取架设钢拱架、加设锚杆、铺设钢筋网、喷射混凝土等措施。但实践表明，这些措施仍有不足，上部支护结构常会产生较大的变形，如拱脚内移、顶拱下沉，严重时影响到洞室的稳定。为确保洞室的稳定，也只能缩短台阶设置长度，采取短台阶开挖施工，尽快完成洞室环状支护和衬砌结构，这样造成上下台阶频繁交替施工，影响了施工进度。在破碎岩层和土层地质条件下，该结构仍能产生较大的顶拱下沉和拱脚向洞内侧的位移量，甚至发展到支护结构变形显著增加，支护的混凝土开裂，上半洞开始失去稳定。
实用新型内容
[0004]为克服上述现有技术的缺陷与不足，本实用新型提供一种结构更加稳定的加长式钢拱架结构。
[0005]本实用新型的方案是:
[0006]一种用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，包括安装在隧洞上半洞的钢拱架，所述钢拱架包括起拱线上方的半圆弧部分、起拱线下方两端钢拱架加长段和两个拱脚，所述两个拱脚安装在其下方的混凝土垫块上，所述混凝土垫块埋于隧洞下台阶的凹坑内，凹坑内浇筑低标号混凝土固定拱脚。
[0007]具体的，上半洞起拱线下方两端钢拱架各加长10cm，钢拱架安装在混凝土垫块上，拱脚浇筑低标号混凝土。
[0008]两相邻钢拱架之间的隧洞开挖有向下1cm形成的沟槽，沟槽大小以能绑扎钢筋网和喷射混凝土为宜，槽底与钢拱架底脚高程一致，两钢拱架之间喷射的混凝土结构底高程保持与钢拱架一致.
[0009]所述钢拱架上打有若干超前锚杆。
[0010]相邻两榀钢拱架之间焊接有若干斜向交叉的钢筋。
[0011 ] 所述各榀钢拱架之间还铺设有钢筋网。
[0012]所述钢筋网上喷射有一层混凝土。
[0013]本实用新型所述的用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，采用现浇混凝土固定钢拱架的两拱脚，取代了锁脚锚杆，增加了两拱脚水平方向的约束力，有利于减少上半洞支护结构两底脚向洞内侧的位移量。同时混凝土结构尺寸较小，其抵抗变形的约束力有限，不是完全意义上的刚性支撑，可以保持支护结构能适应一定量的变形。通过适当增加钢拱架长度，有利于与侧墙支护结构衔接，改善两者之间的连接效果。本实用新型操作简单、实用，支护效果好，同时降低了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型所述的加长式钢拱架结构的实施例示意图；
[0015]图2是本实用新型所述的拱脚安装结构的实施例示意图；
[0016]图3是本实用新型所述的上半洞的侧视图。
【具体实施方式】
[0017]为方便本领域的技术人员了解本实用新型的技术内容，下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。
[0018]如图1、2和3所示，本实用新型所揭示的用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，包括安装在隧洞上半部的钢拱架1，所述钢拱架包括起拱线10上方的半圆弧部分11和起拱线10下方的两个拱脚加长部分12，所述两个拱脚12安装在其下方的混凝土垫块2上，所述混凝土垫块2埋于隧洞台阶3的凹坑混凝土内。
[0019]具体施工时，可按照以下步骤:
[0020](I)根据隧洞设计断面，确定上半洞开挖断面尺寸，一般情况下城门型和马蹄型隧洞以起拱线为界划分上下台阶。
[0021](2)根据上半洞开挖断面尺寸确定拱钢架加工参数。钢拱架长度按照上半洞设计钢拱架圆弧长度各端加长1cm加工制作，钢拱架采用两根18工字钢拼焊，在弯曲机上加工成型。
[0022](3)按循环进尺开挖上半洞，在拱脚起拱线处向下增加开挖深度，钢拱架两底脚开挖的深度为1cm加上底脚15cm厚的混凝土垫块深度，开挖平面尺寸以能放入混凝土垫块为准，底部平面尺寸约为0.4X0.25m，边坡为1:1。两相邻钢拱架之间也向下开挖10cm，形成沟槽4，沟槽大小以能绑扎钢筋网和喷射混凝土为宜，槽底与钢拱架底脚高程一致。两钢拱架之间喷射的混凝土结构底高程保持与钢拱架一致，共同形成受力结构。
[0023](4)安装尺寸为0.3X0.20X0.15m (长X宽X高)的混凝土垫块，钢拱架安装在混凝土垫块上，连接两片钢拱架之间的螺栓，并焊接接头板。
[0024](5)沿钢拱架顶部、腰部和起拱线以上约0.5m打入Φ 16锚杆，锚杆紧靠钢拱架两侦牝打入后扳弯，以固定钢拱架。
[0025](6)焊接两榀钢拱架之间的钢筋:两榀钢拱架之间斜向交叉布置，间距为1.5m,与钢拱架焊接牢固。
[0026](7)打设系统锚杆，呈梅花型布置，间距约1.5m,锚杆深约1.5m,外露0.lm。
[0027](8)打设超前锚杆，沿钢拱架外侧每间隔0.3?0.5m打设长约1.5m的超前锚杆。
[0028](9)各榀钢拱架之间铺设Φ8间距0.3X0.3m钢筋网，与系统锚杆和前次循环钢筋网焊接牢固。
[0029]( 10)浇筑钢拱架底脚混凝土，混凝土为ClO低标号，将钢拱架底脚浇筑密实，混凝土顶面与上台阶水平工作面同高。
[0030](11)喷射上半洞初期支护混凝土，两底脚喷至钢筋网底部，并将小沟槽喷实。此时，上半洞形成一个包括钢拱架在内的初期支护结构。
[0031]上述实施例仅为本实用新型的其中具体实现方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，包括安装在隧洞上半洞的钢拱架，所述钢拱架包括起拱线上方的半圆弧部分、起拱线下方两端钢拱架加长段和两个拱脚，其特征在于:所述两个拱脚安装在其下方的混凝土垫块上，所述混凝土垫块埋于隧洞下台阶的凹坑内，凹坑内浇筑低标号混凝土固定拱脚。
2.根据权利要求1所述的用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，其特征在于:上半洞起拱线下方两端钢拱架各加长10cm，钢拱架安装在混凝土垫块上，拱脚浇筑低标号混凝土。
3.根据权利要求1所述的用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，其特征在于:两相邻钢拱架之间的隧洞开挖有向下1cm形成的沟槽，沟槽大小以能绑扎钢筋网和喷射混凝土为宜，槽底与钢拱架底脚高程一致，两钢拱架之间喷射的混凝土结构底高程保持与钢拱架一致。
4.根据权利要求1所述的用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，其特征在于:所述钢拱架上打有若干超前锚杆。
5.根据权利要求1所述的用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，其特征在于:相邻两榀钢拱架之间焊接有若干斜向交叉的钢筋。
6.根据权利要求5所述的用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，其特征在于:相邻两榀钢拱架之间还铺设有钢筋网。
7.根据权利要求6所述的用于隧洞初期支护的加长式钢拱架结构，其特征在于:所述钢筋网上喷射有一层混凝土。
【文档编号】E21D11/30GK203856483SQ201420013484
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年1月9日 优先权日:2014年1月9日
【发明者】杨毅 申请人:安徽水安建设集团股份有限公司