一种浅埋隧道组合式初期支护结构的制作方法
【专利摘要】一种浅埋隧道组合式初期支护结构，包括套拱段以及洞身支护段，其套拱段采用型钢钢架成型，包括多段钢拱架单元，钢拱架单元之间通过连接钢板与连接螺栓联接，而在型钢钢架的拱背位置还设置有管棚导向管；所述洞身支护段采用钢筋格栅成型，通过纵向连接筋将各榀钢筋格栅联接成一个整体，在钢筋格栅的拱背位置设置有一层长管棚，此长管棚通过精轧螺纹钢定型，其间通过锚杆锚定加固，而在钢筋格栅内侧成型有一层混凝土层，且在混凝土层与钢筋格栅之间通过钢筋网加固。本实用新型能够较好的适应该类稳定性极差，松散的围岩区域的地质条件需要，可作为同类岩地质条件的浅埋隧道支护结构广泛应用。
【专利说明】一种浅埋隧道组合式初期支护结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隧道支护结构【技术领域】，具体为一种浅埋隧道组合式初期支护结构。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，浅埋软弱围岩隧道的支护结构主要是采用钢筋格栅钢架结构或者型钢拱架结构。其中，钢筋格栅钢架轻便且可以人工制作，在隧道洞内施工时仅使用简单的辅助设备即可安装到位，但存在着强度较低，安全性能差的缺陷。基于安全性角度考虑，现有工程中更多采用型钢拱架，这种采用工字钢为基体材料的型钢钢架抵抗山岩的能力要远大于以螺纹筋为基体材料的钢筋格栅，因而安全性能更好，但由于单位长度的型钢要比钢筋要重得多，且型钢在进行搭接过程中需要在接头处采用夹板、钢楔等附件进行连接加固，因此，利用型钢拱架的成本要远高于利用钢筋格栅搭建的类似结构。此外，由于型钢的硬度和重量都大，且制作时需要机械配合，在一些洞内场地狭小的隧道施工极其不便。因此有必要设计出一种且兼备经济、安全以及实用性能的支护结构来满足施工需要。
实用新型内容
[0003]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种浅埋软弱围岩隧道组合式初期支护结构，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0004]本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0005]一种浅埋隧道组合式初期支护结构，包括套拱段以及洞身支护段，所述套拱段采用型钢钢架成型，包括多段钢拱架单元，钢拱架单元之间分段安装，通过连接钢板与连接螺栓联接，同时在型钢钢架的拱背位置还设置有若干热轧无缝钢管作为管棚导向管；所述洞身支护段采用若干钢筋格栅成型，通过纵向连接筋将各榀钢筋格栅联接成一个整体，在钢筋格栅的拱背位置设置有一层长管棚，此长管棚通过环向设置的精轧螺纹钢定型，并在通过锚杆锚定加固，而在钢筋格栅内侧成型有一层混凝土层，且在混凝土层与钢筋格栅之间通过钢筋网加固。
[0006]在本实用新型中，为防止洞身支护段的支护结构收缩变形，在钢筋格栅各段联接处设置I22a工字钢作为纵向托梁，左右各两根，纵向托梁与钢筋格栅通过焊缝联接，其上通过锁脚锚杆与岩土层锚固。
[0007]在本实用新型中，长管棚部分中使用的锚杆优选采用直径为25mm的中空注浆锚杆。
[0008]在本实用新型中，所述钢筋格栅两侧通过砂浆锚杆固定，且所述砂浆锚杆优选采用直径22mm的砂浆锚杆。
[0009]在本实用新型中，环向设置的精轧螺纹钢的直径为22mm，环向范围为拱顶位置的±54。范围内。
[0010]有益效果:本实用新型在软弱围岩中隧道使用钢筋格栅取代传统的钢拱架，大大节省了材料，达到经济实用的目的。钢筋格栅中预留的螺纹钢对长管棚起支撑作用，能更好的控制围岩变形，使隧道围岩不容易出现坍塌。同时该结构通过采用局部加强支护措施，包括在设计要求的基础上增加锁脚锚杆和设置托梁，能大大减小因在洞身段支护结构中采用钢筋格栅取代钢拱架带来的支护结构强度不足的可能，确保整个隧道支护体系的稳定性。该支护结构采用型钢钢架和钢筋格栅两种结构形式的组合，能够较好的适应该类稳定性极差，松散的围岩区域的地质条件需要，可作为同类岩地质条件的浅埋隧道支护结构广泛应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型较佳实施例的整体结构简图。
[0012]图2为本实用新型较佳实施例的套拱部分的正面示意图。
[0013]图3为本实用新型较佳实施例的钢筋格栅的布置示意图。
[0014]图4为本实用新型较佳实施例的钢筋格栅的剖面示意图。
[0015]其中:101、套拱段；102、洞身支护段；1、外模浇筑混凝土 ；2、管棚导向管；3、钢拱架；4、内模浇筑混凝土 ；5、纵向连接筋；6、中空注浆锚杆；7、长管棚；8、精轧螺纹钢；9、钢筋格栅；10、托梁；11、砂浆锚杆；12、锁脚锚杆；13、钢筋网；14、混凝土层。
【具体实施方式】
[0016]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0017]参见图f图4的一种浅埋隧道组合式初期支护结构的较佳实施例，包括套拱段101以及洞身支护段102，在本实施例的施工过程中，首先对隧道套拱段101进行测量放样，对套拱段101的套拱位置进行定位和测定高程，放样完成后支立钢拱架3，每榀钢拱架3分三段安装，通过连接钢板与焊缝连接，焊缝高度取10mm，钢拱架3的拱架材料采用118工字钢，间距为75cm，各榀钢拱架3通过Φ20πιπι的钢筋连接，环向间距取lm，钢拱架3拱脚处预先放置垫木。管棚导向管2采用Φ110*6πιπι的热轧无缝钢管，外插角取广3°，为保证管棚导向管2的稳定性，施作时里侧采用钢筋加固支撑，外侧需与钢拱架3搭接牢靠。
[0018]钢拱架3、纵向连接筋5、管棚导向管2安装完毕后开始安装挂内模，挂内膜采用Φ22mm钢筋环向固定，钢拱架3与管棚导向管2对内模起支撑作用。内模施工完成后安装外模，外模较设计厚度大20cm,根据混凝土烧筑时间的顺序依次将模板安装，烧筑混凝土时先从拱脚开始浇筑，即可完成外模浇筑混凝土 I以及内模浇筑混凝土 4的浇筑成型。
[0019]在套拱段101成型后，如图2及图3所示，在隧道洞身的洞身支护段102分段搭设钢筋格栅9，钢筋的直径取25mm，每榀钢筋格栅9之间通过纵向连接筋5连接，环向间距
0.6m,钢筋格栅9各段之间通过连接钢板、螺栓连接，连接钢板采用A型连接钢板，螺栓型号为M24*80。每榀钢筋格栅9上段(拱部108°范围)预留Φ 25mm的精轧螺纹钢8，作为每榀钢格栅9与长管棚7的连接装置，精轧螺纹钢8使两者形成一个受力整体。同时，为控制围岩变形与提高钢筋格栅9的整体稳定性，在钢筋格栅9各段连接处设置4道工字钢作为托梁10，左右各2道，其中上台阶与中台阶结合处的工字钢型号为I25a，中台阶与下台阶结合处的工字钢型号为I22a。
[0020]布置洞身锚杆时，系统锚杆采用梅花型布置，其纵环间距为60cm*100cm，在隧道上台阶部位，采用Φ22πιπι中空注浆锚杆6，其余部位采用Φ22πιπι的砂浆锚杆11，锁脚锚杆12采用Φ42πιπι的钢管加工，长2.5m。锁脚锚杆12在上台阶与中台阶交界处在设计要求的基础上采用加强型布置，左右各4根，其余交界处设置4根锁脚锚杆12，左右各2根。
[0021]系统锚杆与钢筋格栅9搭设完毕后，将拼装完毕后的钢筋网13铺在工作面上，钢筋网13的钢筋直径取6mm，网格尺寸为20*20cm，钢筋网13搭设完毕后进行喷射砼作业，喷射顺序自下而上，先喷射钢筋格栅9与拱壁间隙部分，后喷射两榀钢筋格栅9之间部分，最终在钢筋网13成型一层混凝土层14。
[0022]以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.一种浅埋隧道组合式初期支护结构，包括套拱段以及洞身支护段，其特征在于，所述套拱段采用型钢钢架成型，包括多段钢拱架单元，钢拱架单元之间分段安装，通过连接钢板与连接螺栓联接，同时在型钢钢架的拱背位置还设置有若干热轧无缝钢管作为管棚导向管；所述洞身支护段采用若干钢筋格栅成型，通过纵向连接筋将各榀钢筋格栅联接成一个整体，在钢筋格栅的拱背位置设置有一层长管棚，此长管棚通过环向设置的精轧螺纹钢定型，并通过锚杆锚定加固，而在钢筋格栅内侧成型有一层混凝土层，且在混凝土层与钢筋格栅之间通过钢筋网加固。
2.根据权利要求1所述的一种浅埋隧道组合式初期支护结构，其特征在于，在钢筋格栅各段联接处设置I22a工字钢作为纵向托梁，左右各两根，纵向托梁与钢筋格栅通过焊缝联接，其上通过锁脚锚杆与岩土层锚固。
3.根据权利要求1所述的一种浅埋隧道组合式初期支护结构，其特征在于，长管棚部分中使用的锚杆采用直径为25mm的中空注浆锚杆。
4.根据权利要求1所述的一种浅埋隧道组合式初期支护结构，其特征在于，环向设置的精轧螺纹钢的直径为22mm，环向范围为拱顶位置的±54°范围内。
【文档编号】E21D11/10GK203961998SQ201420368764
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】胡伟, 梁栋, 陈冬冬, 同晓春, 谢文祥, 唐小富 申请人:陕西路桥集团第一工程有限公司, 湖南省高速公路建设开发总公司