一种隧道支护结构的制作方法

本实用新型涉及隧道支护装置技术领域，特别涉及一种隧道支护结构。

背景技术：

隧道施工过程中，预先需根据岩体的具体情况确定每次沿纵向挖掘长度，然后按照该挖掘长度逐段挖掘隧道通道。为了防止隧道在开挖后坍塌，挖掘出的每段隧道通道必须及时进行隧道支护施工。现有的隧道支护是由喷射混凝土、锚杆、钢架等组成的联合支护体系，其中钢架具有较大的支护强度和刚度，能够显著增强初期支护能力。为了增加每榀钢架的整体稳定性，相邻钢架间常采用纵向连接钢筋进行连接；为了将钢架锚固在围岩深部，充分发挥钢架的刚度和强度，钢架台阶脚部常设置锁脚锚管。

例如：申请号为201611238190.6的中国发明专利公开了一种用于隧道初支施工的型钢钢架免焊支护结构，其包括沿着隧道纵向间隔布置的多榀型钢钢拱架，每榀所述型钢钢拱架通过锁脚锚管连接装置锚固在隧道壁上，相邻所述型钢钢拱架之间通过可伸缩的纵向连接装置相互连接，其缺点在于，在隧道通道外围的岩层中的高应力作用下，经常造成拱形型钢钢架扭曲变形，拱形型钢钢架的变形会侵占下一步二次衬砌的空间，造成无法继续实施二次衬砌，从而不得不拆掉已建的刚性初期支护、重新建立新的刚性初期支护，使工程成本和施工风险大幅增加。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种隧道支护结构，解决型钢拱架易变形、支护能力较差的问题。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种隧道支护结构，包括沿隧道纵向间隔分布的多个型钢拱架，每个型钢拱架通过锚固装置固定在隧道壁上，相邻两个型钢拱架之间通过纵向连接装置连接，所述型钢拱架的一侧与隧道壁贴合，且该侧设置有成型槽，所述成型槽的槽口朝向隧道壁，所述成型槽与隧道壁之间形成拱形的灌注区，所述型钢拱架与隧道壁之间设置有通过在灌注区内灌注混凝土形成的支护梁。

作为优选，所述型钢拱架设置有与成型槽连通的灌注孔，所述灌注孔设置在型钢拱架的拱形的最高点。

作为优选，所述成型槽内设置有加强筋，所述加强筋为与型钢拱架相匹配的拱形结构，且位于隧道壁与成型槽的槽底之间。

作为优选，所述型钢拱架的两端设置有端板，所述加强筋的两端分别固定在对应的端板上。

作为优选，所述端板通过可拆卸方式安装在型钢拱架的端部。

作为优选，所述成型槽内设置有支撑筋，所述支撑筋沿加强筋的长度方向间隔分布，所述支撑筋的两端分别抵接在成型槽两侧的槽壁上。

作为优选，所述成型槽的横截面形成为梯形，所述成型槽的槽口的宽度大于其槽底的宽度。

作为优选，所述型钢拱架为工字钢，包括钢腹板和两侧的翼缘板，两块翼缘板与钢腹板之间形成两条成型槽，其中一条成型槽的槽口朝向隧道壁，另一条成型槽的槽口背向隧道壁。

作为优选，所述锚固装置包括锚管、锚固拉杆和锚固接头，所述锚管固定于隧道壁内，所述锚固拉杆的一端固接在所述锚管上，另一端与所述锚固接头连接，所述锚固接头上设置有卡槽，所述锚固接头通过卡槽卡接在所述型钢拱架的翼缘板上。

作为优选，所述纵向连接装置包括双头螺纹套筒、两个纵向连接杆和连接接头，两个所述纵向连接杆设置在同一直线内，每个所述纵向连接杆的一端通过螺纹配合连接在双头螺纹套筒内，所述连接接头设置在纵向连接杆的另一端，所述连接接头的一部分纵向顶接在型钢拱架的翼缘板上，另一部分伸入型钢拱架的背向隧道壁一侧的成型槽内并压接在翼缘板上。

本实用新型具有以下有益效果：

1、通过现浇的混凝土支护梁和型钢拱架共同支撑隧道壁，支撑强度高、型钢拱架不易变形，提高了施工安全系数；

2、型钢拱架与端板可拆卸，在后期衬砌时可将型钢拱架与支护梁分离，使支护梁与衬砌结构结合更牢固。

附图说明

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中型钢拱架的分布示意图；

图3是本实用新型实施例中型钢拱架的局部放大图；

图4是本实用新型实施例中锚固装置的结构示意图；

图5是本实用新型实施例中纵向连接装置与型钢拱架的连接示意图；

图中：1-型钢拱架，11-钢腹板，12-翼缘板，13-成型槽，14-端板，15-加强筋，16-支撑筋，2-锚固装置，21-锚管，22-锚固拉杆，23-锚固接头，24-卡槽，3-纵向连接装置，31-双头螺纹套筒，32-纵向连接杆，33-连接接头，331-固定卡座，332-活动卡座，333-调节螺母，4-隧道壁，5-支护梁。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后，可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：如图1至图5所示，一种隧道支护结构，包括沿隧道纵向间隔分布的多个型钢拱架1，每个型钢拱架1通过锚固装置2固定在隧道壁4上，相邻两个型钢拱架1之间通过纵向连接装置3连接。

型钢拱架1为工字钢，包括钢腹板11和两侧的翼缘板12，两块翼缘板12与钢腹板11之间形成两条成型槽13。成型槽13的横截面形成为梯形，成型槽13的槽口的宽度大于其槽底的宽度。型钢拱架1的一侧与隧道壁4贴合，使其中一条成型槽13的槽口朝向隧道壁4，另一条成型槽13的槽口背向隧道壁4。

如图3所示，其中槽口朝向隧道壁4的成型槽13内设置有加强筋15，加强筋15为与型钢拱架1相匹配的拱形结构，且位于隧道壁4与该成型槽13的槽底之间。该成型槽13内还设置有支撑筋16，支撑筋16沿加强筋15的长度方向间隔分布，支撑筋16焊接在加强筋15上，其两端分别抵接在成型槽13两侧的槽壁上。

型钢拱架1的两端设置有端板14，加强筋15的两端分别固定在对应的端板14上。端板14通过可拆卸方式安装在型钢拱架1的端部，在成型槽13的槽壁上设置两条插槽，端板14的两侧分别从槽口插入插槽内。

为了便于后期拆卸型钢拱架1，将型钢拱架1分为三段，相邻两段分别通过螺栓连接为一体。

如图1所示，其中槽口朝向隧道壁4方向的成型槽13，其与隧道壁4之间形成拱形的灌注区，型钢拱架1与隧道壁4之间设置有通过在灌注区内灌注混凝土形成的支护梁5。型钢拱架1设置有与成型槽13连通的灌注孔，灌注孔设置在型钢拱架1的拱形的最高点。

如图4所示，锚固装置2包括锚管21、锚固拉杆22和锚固接头23，所述锚管21固定于隧道壁4内，锚固拉杆22的一端固接在锚管21上，另一端与所述锚固接头23连接。锚管21具有内螺纹套孔，锚固拉杆22具有外螺纹杆，两者通过螺纹配合连接。锚固拉杆22的端部设置有可转动的连接座，连接座可相对锚固拉杆22轴向转动，锚固接头23与该连接座通过铰轴铰接。锚固接头23上设置有卡槽24，锚固接头23通过卡槽24卡接在型钢拱架1的翼缘板12上。

如图5所示，纵向连接装置3包括双头螺纹套筒31、两个纵向连接杆32和连接接头33，两个纵向连接杆32设置在同一直线内，每个纵向连接杆32的一端通过螺纹配合连接在双头螺纹套筒31内。连接接头33设置在纵向连接杆32的另一端，连接接头33的一部分纵向顶接在型钢拱架1的翼缘板12上，另一部分伸入型钢拱架1的背向隧道壁4一侧的成型槽13内并压接在翼缘板12上。连接接头33包括固定卡座331和活动卡座332，固定卡座331固定在纵向连接杆32上，并顶接在型钢拱架1的翼缘板12的外壁上。活动卡座332为套装在纵向连接杆32上并可轴向移动。活动卡座33的外侧设置有调节螺母333，调节螺母333螺接在纵向连接杆32上，使固定卡座331与活动卡座33共同夹持住型钢拱架1的翼缘板12。

该隧道支护结构的施工步骤如下：

（1）装配型钢拱架1，将端板14与和加强筋15与型钢拱架1装配，使加强筋15位于外侧的成型槽13内；

（2）将各个型钢拱架1在隧道通道内依次就位，相邻两个型钢拱架1通过纵向连接装置3连接；

（3）在隧道壁4上钻孔，锚管21插入钻孔内注浆固定，然后锚固拉杆22与锚管21螺接，使锚固接头23卡住型钢拱架1；

（4）通过型钢拱架1的灌注孔向灌注区内灌入混凝土，待混凝土凝固后形成支护梁5。为了防止支护梁5与型钢拱架1无法分离，预先在钢拱架1的成型槽13内铺设薄膜。