一种隧道初期支护结构的制作方法

本实用新型涉及建筑领域，更具体地，本实用新型涉及一种隧道初期支护结构。

背景技术：

隧道挖掘施工时，围岩支护一般分为初期支护和二次衬砌，二次衬砌一般是混凝土或钢筋混凝土结构。隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，刚开挖之后立即进行的支护形式称之为初期支护。

传统的初期支护结构是对钢拱架搭设完成后，用钢筋对相邻的钢拱架进行焊接固定，然而该种形式是针对普通的隧道，对于地质较软或不稳定的岩质底层来说，其抗扭性就变得比较脆弱；隧道初期挖掘过程中，喷砼之前，经常会出现落石等情况，容易砸伤工作人员；再者，搭设完成基础框架之后，需要喷砼处理，即喷射混凝土，喷射过程中混凝土的回弹率很高，比较浪费材料，并且回弹的混凝土会对施工人员的身体健康造成一定的损害。

因此需要一种新型的隧道初期支护结构，能够提高抗扭性，并且可以减少喷射混凝土的回弹率，节省材料，保护施工人员的身体健康。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述问题，提供了一种隧道初期支护结构，相较于传统初期支护结构抗扭性更强，并能降低喷射混凝土的回弹率，保护施工人员的身体健康。

本实用新型的隧道初期支护结构可以通过如下技术方案来实现：一种隧道初期支护结构，包括钢拱架和连接板，所述钢拱架为工字钢，沿其周向设有若干矩形通孔；所述矩形通孔间隔一定距离排布在工字钢的垂直面上；所述矩形通孔长边平行于所述工字钢底部平面；

所述连接板为具有一定宽度的长条形钢材；所述连接板上设有若干组定位孔，每组所述定位孔与相邻组所述定位孔的间距等于所述钢拱架之间的距离；所述连接板穿过所述矩形通孔，并通过所述定位孔与所述钢拱架固定连接；相邻所述钢拱架之间通过所述连接板固定连接；所述连接板两端均设有连接孔。

通过本方案，连接板穿过钢拱架来将钢拱架之间进行固定连接，相较于钢筋焊接，其抗扭性更强；连接板之间也可以连接，提高了初期支护整体结构的稳定性；连接板具有一定宽度，并始终平行于隧道内面排布，能够对隧道围岩处的落石起到一定的防护作用，还可以对喷射混凝土起到一定的阻挡作用，降低回弹率，节省了材料，保障了施工人员的身体健康。

优选地，所述矩形通孔开设于所述工字钢垂直面的下端，所述工字钢底部平面上与所述矩形通孔相邻处设有螺纹孔；所述连接板为长条形钢板，所述定位孔为圆形，与所述螺纹孔相配合。

通过本方案，螺纹孔与定位孔相配合，且连接板为长条形钢板，便于连接板的安装；长条形钢板有利于阻挡混凝土的回弹。

优选地，所述矩形通孔的左右两侧各设置两个所述螺纹孔，所述固定孔的数量与位置与所述螺纹孔相对应。

通过本方案，工字钢的左右两侧均与连接板进行固定连接，使其连接更加牢固。

优选地，所述连接板为槽钢，所述定位孔开设于所述槽钢底面。

通过本方案，槽钢的稳定性比钢板要好，整体的初期支护的抗扭性更强，整体的稳定性更高。

优选地，所述连接板上在每个所述矩形通孔的左右两侧均开设有定位孔；所述定位孔为长条形矩形通孔，还包括定位板，所述定位板长度不小于所述工字钢高度，所述定位板上下两端设有螺纹孔；两个所述定位板分别穿过所述定位孔，并分别通过螺栓与所述钢拱架相抵来使所述连接板与所述钢拱架固定连接。

通过本方案，利用定位板与钢拱架相抵来进行连接板与钢拱架的固定连接，使受力部位由螺栓改变为定位板，增大了受力面积，提高了抗扭性。

优选地，两个所述螺纹孔的外边缘最大间距不大于所述垂直面高度，且大于所述矩形通孔高度。

通过本方案，螺栓与钢拱架相抵的部位位于工字钢内侧，稳定性更好。

优选地，所述定位板上设有限位凸台，所述凸台阻挡所述定位板完全穿过所述定位孔，使所述定位板上下两端均凸出所述工字钢外缘或与所述工字钢外缘齐平。

通过本方案，定位板可以进行限位，即方便了初期安装，还可以增加定位板与连接板之间的稳定性。

优选地，所述连接板之间通过螺栓进行固定连接。

通过本方案，螺栓连接更加方便快捷。

本实用新型的一个技术效果在于，通过连接板将钢拱架之间进行串连固定，使得整体初期支护结构更加稳定，提高了抗扭性；连接板平行于围岩内表面设置，对喷射混凝土的回弹起到一定的抑制作用，降低了材料浪费，并保护了施工人员的生命健康。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是本实用新型实施例一的初期支护结构整体俯视图。

图2是本实用新型实施例一的初期支护结构钢拱架结构示意图。

图3是本实用新型实施例一的初期支护结构连接板结构示意图。

图4是本实用新型实施例一的初期支护结构连接结构剖面示意图。

图5是本实用新型实施例二的初期支护结构钢拱架结构示意图。

图6是本实用新型实施例二的初期支护结构连接板结构示意图。

图7是本实用新型实施例二的初期支护结构a方向剖面结构示意图。

图8是本实用新型实施例二的初期支护结构b方向剖面结构示意图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

<实施例一>

如图1至图4所示，本实施例中的隧道初期支护结构，包括钢拱架1000和连接板2000，所述钢拱架1000为工字钢，沿其周向设有若干矩形通孔1100；所述矩形通孔1100间隔一定距离排布在工字钢的垂直面上；所述矩形通孔1100长边平行于所述工字钢底部平面；

所述连接板2000为具有一定宽度的长条形钢材；所述连接板2000上设有若干组定位孔2100，每组所述定位孔2100与相邻组所述定位孔2100的间距等于所述钢拱架1000之间的距离；所述连接板2000穿过所述矩形通孔1100，并通过所述定位孔2100与所述钢拱架1000固定连接；相邻所述钢拱架1000之间通过所述连接板2000固定连接；所述连接板2000两端均设有连接孔2200。

在本实施例中，连接板2000穿过钢拱架1000来将钢拱架1000之间进行串连并固定连接，相较于钢筋焊接，其抗扭性更强；连接板2000之间也可以连接，提高了初期支护整体结构的稳定性；连接板2000具有一定宽度，并始终平行于隧道内面排布，较大的石块不能掉落至隧道内，保护了现场施工人员，还可以对喷射混凝土起到一定的阻挡作用，降低回弹率，节省了材料，保障了施工人员的身体健康。

在本实施例中，连接板2000的宽度不小于工字钢的宽度，其宽度例如是20cm-30cm，既能够降低混凝土的回弹率，还使混凝土能够喷射均匀；且连接板2000之间的距离小于连接板2000的宽度并且大于喷射混凝土所使用喷嘴的直径，使喷嘴可插入连接板2000之间的缝隙进行喷射。

在本实施例中，所述矩形通孔1100开设于所述工字钢垂直面的下端，所述工字钢底部平面上与所述矩形通孔1100相邻处设有螺纹孔1300；所述连接板2000为长条形钢板，所述定位孔2100为圆形，与所述螺纹孔1300相配合；螺纹孔1300与定位孔2100相配合，且连接板2000为长条形钢板，便于连接板2000的安装；长条形钢板有利于阻挡混凝土的回弹。

在本实施例中，所述矩形通孔1100的左右两侧各设置两个所述螺纹孔1300，所述固定孔2100的数量与位置与所述螺纹孔1300相对应，工字钢的左右两侧均与连接板2000进行固定连接，使其连接更加牢固。

在本实施例中，所述连接板2000之间通过螺栓进行固定连接；螺栓将相邻两块连接板2000端部的连接孔2200进行固定，将连接板2000之间进行固定连接，提高了初期支护整体的稳定性。

在本实施例中，为了后期方便插入锚杆，连接板2000上设置有供锚杆插入的锚杆孔(图中未示出)。

本实用新型的一个技术效果在于，通过连接板2000将钢拱架1000之间进行串连固定，使得整体初期支护结构更加稳定，提高了抗扭性；连接板2000平行于围岩内表面设置，对喷射混凝土的回弹起到一定的抑制作用，降低了材料浪费，并保护了施工人员的生命健康。

<实施例二>

如图5和图6所示，本实施例中的连接板2000为槽钢，所述定位孔2100开设于所述槽钢底面，槽钢的稳定性比钢板要好，初期支护结构的抗扭性更强，整体的稳定性更高。

本实施例中的钢拱架1000上的矩形通孔1100相较于上一实施例高度较大，便于槽钢穿过。

在其他实施例中，矩形通孔1100横截面形状与槽钢的横截面形状相配合，槽钢能够穿过该矩形通孔1100，对于提高抗扭性也能够起到一定作用。

在本实施例中，槽钢的槽面朝向围岩，当进行喷射混凝土时，连接板2000对混凝土的回弹起到阻挡的作用下，还可以对混凝土的滑落起到一定的阻挡作用。

在其他实施例中，槽钢的槽面背向围岩，对混凝土的喷射会更加均匀，饱满。

在本实施例中，所述连接板2000上在每个所述矩形通孔1100的左右两侧均开设有定位孔2100；所述定位孔2100为长条形通孔，如图7的a向剖面图和图8的b向剖面图所示，还包括定位板2300，所述定位板2300长度不小于所述工字钢高度，所述定位板2300上下两端设有螺纹孔2310；两个所述定位板2300分别穿过所述定位孔2100，并分别通过螺栓2330与所述钢拱架1000相抵来使所述连接板2000与所述钢拱架1000固定连接，使受力部位由螺栓改变为定位板2300，增大了受力面积，提高了受力强度，从而提高了抗扭性。

在本实施例中，两个所述螺纹孔2310的外边缘最大间距不大于所述垂直面高度，且大于所述矩形通孔1100高度，使螺栓2330与钢拱架1000相抵的部位位于工字钢内侧的垂直面上，若发生纵向位移，螺栓2330能够被工字钢抵住，限制其移动距离，稳定性更好。

在本实施例中，所述定位板2300上设有限位凸台2320，所述凸台2320阻挡所述定位板2300完全穿过所述定位孔2100，使所述定位板2300上下两端均凸出所述工字钢外缘或与所述工字钢外缘齐平；即方便了初期安装，还可以增加定位板2300与连接板2000之间的稳定性，在特殊情况下，定位板2300在凸台2320的阻挡下，不能从定位孔2100穿过滑出。

在本实用新型其他实施例中，矩形通孔1100的上下两侧均设有螺纹孔，螺栓2330穿过定位板2300上的螺纹孔2310与工字钢上的螺纹孔进行固定连接，所达到的技术效果一致，但对钢拱架1000的生产加工便复杂了一些。

本实施例中的隧道初期支护结构相较于实施例一中的技术方案，抗扭性更强，但是安装较为复杂。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。