用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护；包括拱架装置和喷射混凝土，拱架装置包括型钢拱架和钢格栅，型钢拱架与钢格栅通过相邻两榀钢格栅中间设置一榀型钢拱架、相邻两榀钢格栅的一侧设置一榀型钢拱架、相邻两榀型钢拱架的一侧设置两榀钢格栅或者相邻两榀型钢拱架的一侧设置一榀钢格栅的排列方式布置，拱架间距为50～60cm，在拱架装置的上下边缘分别采用连接筋连接组合成一个整体，所述喷射混凝土覆盖在拱架装置上；本实用新型的有益效果：专门针对膨胀性土层隧道的围岩变形特性，结合了“钢格栅和型钢拱架”支护措施，具有工作效率高、省时省力、施工操作方便、安全可靠、支护强度高的优点。
【专利说明】用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于膨胀性土层隧道初期的支护，尤其涉及一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护。
【背景技术】
[0002]随着我国交通路网的不断建设，隧道工程越来越多的出现在线路规划中，可以预见穿越膨胀性土层隧道的建设将成为困扰隧道工作者的一大难题。基于新奥法理论，目前在膨胀性土层隧道初期支护中大多采用拱架结合喷射混凝土的支护技术，其中所用拱架主要有型钢拱架和格栅拱架，但两种拱架的各自特点限制了初期支护对隧道围岩支护作用的发挥。
[0003]型钢拱架架设后能够立即承载，多用于需要立即控制围岩继续松弛和塑性区继续扩大或变形迅速发展的场合，但经常沿着钢拱架产生环向收缩裂缝，而且，钢拱架背后的喷射混凝土很难充填密实，影响支护效果。格栅拱架作为一种新型支护拱架，与喷射混凝土结合良好，形成钢筋混凝土结构体系，并能与围岩形成一体，有利于提高围岩的自承载能力；且具有明显的各向同性、等强度、等刚度和等稳定性的优点，但其抵抗初始变形的能力弱，整体刚度低。
[0004]考虑到膨胀性土层隧道开挖后围岩变形较大，需要快而高的支护强度，因此目前在膨胀性土层隧道施工中大多采用增加型钢拱架的方式控制围岩变形。但是，膨胀性土层围岩的膨胀变形往往导致初期支护开裂、围岩后期荷载超过型钢的承载能力，易导致隧道初期支护破坏，引起隧 道塌方。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，它具有工作效率高、省时省力、支护效果好、安全可靠等优点。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案:
[0007]—种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，包括拱架装置和喷射混凝土，所述拱架装置包括型钢拱架和钢格栅，所述型钢拱架与钢格栅通过相邻两榀钢格栅中间设置一榀型钢拱架、相邻两榀钢格栅的一侧设置一榀型钢拱架、相邻两榀型钢拱架的一侧设置两榀钢格栅或者相邻两榀型钢拱架的一侧设置一榀钢格栅的排列方式布置，所述拱架装置中相邻的两个型钢拱架之间、两个钢格栅之间或者型钢拱架和钢格栅之间的拱架间距为50~60cm，在拱架装置的上下边缘分别采用连接筋连接组合成一个整体，所述喷射混凝土覆盖在拱架装置上。
[0008]所述型钢拱架为工字钢。
[0009]所述钢格栅的主筋采用q?28mm~q>32mm的螺纹钢。
[0010]所述连接筋采用(p22mm螺纹钢，间距为60cm。[0011]所述喷射混凝土的喷层厚度为30~35cm。
[0012]本实用新型的有益效果:
[0013]I本实用新型中钢拱架与钢格栅混合布置，排列方式可根据隧道围岩实际变形规律自由改变，利用型钢拱架刚度大的特点提高支护初期阶段的支护强度，同时发挥格栅拱架的柔性支护作用起到让压支护的效果。
[0014]2由于钢格栅与混凝土结合效果优良，形成钢筋混凝土结构，大大提高了隧道初期支护的后期强度，有效控制了膨胀性土层围岩的膨胀变形。
[0015]3采用连接筋分别在拱架的上下边缘将相邻拱架连接在一起，将初期支护骨架组合成一个整体，提高初期支护平面刚度，防止钢架在隧道纵向方向上扭曲变形。
[0016]4与现有技术相比，本实用新型专门针对膨胀性土层隧道的围岩变形特性，结合了“钢格栅和型钢拱架”支护措施，具有工作效率高、省时省力、施工操作方便、安全可靠、支护强度高的优点，实现了对膨胀土层隧道的有效支护，大大减小了隧道围岩坍塌发生的几率；钢格栅与型钢拱架的选择与现行隧道支护常用的拱架是一样的，通过整合两种支护技术，充分发挥两者的各自优点，互相弥补缺点，能够适应膨胀性土层围岩的变形规律，大大提高了对围岩的支护强度，有效地控制了膨胀性土层围岩的膨胀变形。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的断面形状示意图；
[0018]图2为本实用新型 实施例1的整体结构示意图；
[0019]图3为本实用新型实施例2的整体结构示意图；
[0020]图4为本实用新型实施例3的整体结构示意图；
[0021]图5为本实用新型实施例4的整体结构示意图。
[0022]其中，1.钢格栅，2.型钢拱架，3.喷射混凝土，4.拱架间距，5.连接筋。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0024]实施例1
[0025]一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，如图1-2所示，包括拱架装置和喷射混凝土 3，所述拱架装置包括型钢拱架2和钢格栅1，所述型钢拱架2与钢格栅I通过相邻两榀钢格栅I中间设置一榀型钢拱架2的排列方式布置，所述拱架装置中相邻的钢拱架2和钢格栅I之间的拱架间距4为50~60cm，在拱架装置的上下边缘分别采用连接筋5连接组合成一个整体，所述喷射混凝土 3覆盖在拱架装置上。
[0026]所述型钢拱架2采用工字钢。
[0027]所述钢格栅I的主筋采用cp28mm~q>32mm的螺纹钢。
[0028]所述连接筋5采用<p22mm螺纹钢，间距为60cm。
[0029]所述喷射混凝土 3的喷层厚度为30~35cm。
[0030]钢格栅I在隧道开挖后立即安装，主筋采用φ28η?ηι~φ32Ι?ηι螺纹钢，箍筋根据主筋选择确定；钢拱架2在隧道开挖后立即安装，采用工字钢，型号为12(|、I21或者I22，拱架间距4为50~60cm ;连接筋5分别在型钢拱架2的上下边缘将相邻拱架2连接在一起，采用cp22mm螺纹钢，间距为60cm ;喷射混凝土 3在型钢拱架2安装完成后立即施作，型号为C25,喷层厚度为30?35cm，覆盖型钢拱架2。
[0031]使用时，隧道开挖完成以后，立即安装钢格栅I和型钢拱架2，控制好拱架间距4，然后焊接多个连接筋5，将拱架装置组合成一个整体，施作喷射混凝土 3，保证混凝土层将拱架装置完全覆盖。
[0032]实施例2
[0033]一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，如图3所示，包括拱架装置和喷射混凝土 3，所述拱架装置包括型钢拱架2和钢格栅1，所述型钢拱架2与钢格栅I通过相邻两榀钢格栅I的一侧设置一榀型钢拱架2的排列方式布置，所述拱架装置中相邻的两个钢格栅I之间以及型钢拱架2和钢格栅I之间的拱架间距4为50?60cm，在拱架装置的上下边缘分别采用连接筋5连接组合成一个整体，所述喷射混凝土 3覆盖在拱架装置上。
[0034]实施例3
[0035]一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，如图4所示，包括拱架装置和喷射混凝土 3，所述拱架装置包括型钢拱架2和钢格栅1，所述型钢拱架2与钢格栅I通过相邻两榀型钢拱架2的一侧设置两榀钢格栅I的排列方式布置，所述拱架装置中相邻的两个型钢拱架2之间、两个钢格栅I之间以及型钢拱架2和钢格栅I之间的拱架间距4为50?60cm，在拱架装置的上下边缘分别采用连接筋5连接组合成一个整体，所述喷射混凝土 3覆盖在拱架装置上。
[0036]实施例4
[0037]—种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，如图5所示，包括拱架装置和喷射混凝土 3，所述拱架装置包括型钢拱架2和钢格栅1，所述型钢拱架2与钢格栅I通过相邻两榀型钢拱架2的一侧设置一榀钢格栅I的排列方式布置，所述拱架装置中相邻的两个型钢拱架2之间以及型钢拱架2和钢格栅I之间的拱架间距4为50?60cm，在拱架装置的上下边缘分别采用连接筋5连接组合成一个整体，所述喷射混凝土 3覆盖在拱架装置上。
[0038]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【权利要求】
1.一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，其特征是，包括拱架装置和喷射混凝土，所述拱架装置包括型钢拱架和钢格栅，所述型钢拱架与钢格栅通过相邻两榀钢格栅中间设置一榀型钢拱架、相邻两榀钢格栅的一侧设置一榀型钢拱架、相邻两榀型钢拱架的一侧设置两榀钢格栅或者相邻两榀型钢拱架的一侧设置一榀钢格栅的排列方式布置，所述拱架装置中相邻的两个型钢拱架之间、两个钢格栅之间或者型钢拱架和钢格栅之间的拱架间距为50?60cm，在拱架装置的上下边缘分别采用连接筋连接组合成一个整体，所述喷射混凝土覆盖在拱架装置上。
2.如权利要求1所述的一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，其特征是，所述型钢拱架为工字钢。
3.如权利要求1所述的一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，其特征是，所述钢格栅的主筋采用928mm?φ32_的螺纹钢。
4.如权利要求1所述的一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，其特征是,所述连接筋采用cp22mm螺纹钢,间距为60cm。
5.如权利要求1所述的一种用于膨胀性土层隧道初期的钢格栅钢拱架联合支护，其特征是，所述喷射混凝土的喷层厚度为30?35cm。
【文档编号】E21D11/15GK203822325SQ201420068134
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年2月17日 优先权日:2014年2月17日
【发明者】李树忱, 冯丙阳, 李术才, 张露晨, 路刚, 王有余 申请人:山东大学