一种富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置的制作方法

本发明涉及隧道初支变形控制，尤其涉及一种富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置。

背景技术：

1、隧道指埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部分，主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设施，长的隧道还有专门的通风和照明设备。

2、在大跨度隧道施工过程中遇富水软弱地段时，容易出现初支变形甚至开裂的情况，处理难度大、耗时费力，且往往导致掌子面停工，影响隧道内正常掘进流水作业，从而大大增加成本，如果处理不当，甚至可能产生较大安全隐患。

3、因此，有必要提供一种新的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是提供一种施工效率高、安全性更高的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置包括：上台阶临时仰拱；支撑机构，所述支撑机构连接所述上台阶临时仰拱，所述支撑机构包括锁脚锚杆、工字钢架、混凝土层、钢丝网和钢筋，所述上台阶临时仰拱的侧壁等距安装多根所述工字钢架，所述工字钢架的侧壁倾斜安装多根所述锁脚锚杆；相邻的所述工字钢架之间安装所述钢筋和所述钢丝网，且所述钢筋连接所述钢丝网，所述钢丝网抵触所述混凝土层；锚杆，所述锚杆焊接在所述工字钢架的侧壁，且所述锚杆贯穿所述钢丝网；密封机构，所述密封机构安装于所述锚杆的底端；防护机构，所述防护机构固定于所述锚杆的侧壁，所述防护机构包括防水胶带、土工布层和连接杆，所述土工布层通过所述防水胶带固定在所述锚杆的侧壁，所述土工布层的侧壁对称安装所述连接杆，所述连接杆抵触所述锚杆的侧壁；拼接工字钢架，所述拼接工字钢架安装于所述工字钢架的底端；下台阶临时仰拱，所述下台阶临时仰拱的侧壁连接所述拼接工字钢架的侧壁；仰拱，所述仰拱安装于所述拼接工字钢架的底端。

3、优选的，所述锚杆包括支撑杆、固定板和通孔，多根所述支撑杆分别焊接在所述工字钢架和所述拼接工字钢架的侧壁所述支撑杆的一端安装所述固定板，所述固定板抵触所述钢丝网的侧壁，且所述支撑杆的侧壁对称设有所述通孔。

4、优选的，所述通孔位于所述土工布层的内部，且所述连接杆位于所述通孔的两侧。

5、优选的，所述密封机构包括接头、橡胶套、连接套和密封杆，所述支撑杆的一端焊接所述接头，所述接头的内部与所述密封杆之间螺纹连接，所述密封杆的侧壁安装所述连接套，所述连接套的内部安装所述橡胶套，且所述橡胶套滑动连接所述接头的侧壁。

6、优选的，所述接头的一端侧壁倾斜设置，且所述支撑杆的一端滑动连接所述密封杆的内部。

7、优选的，相邻的所述工字钢架之间的最短间距为80厘米，且同一根所述工字钢架的侧壁最少安装12根所述锁脚锚杆。

8、优选的，所述拼接工字钢架的侧壁安装所述钢丝网和所述钢筋，且所述拼接工字钢架的侧壁最少安装4根所述锁脚锚杆。

9、根据权利要求所述的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，其特征在于，所述支撑杆的长度为4.5m，相邻的所述通孔之间的最短间距10cm，且所述支撑杆根部1m范围内不设置所述通孔。

10、与相关技术相比较，本发明提供的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置具有如下有益效果：

11、本发明提供一种富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，在富水软弱地段，周边围岩软弱，在锁脚锚杆及大拱脚作用有限的情况下，采用在变形段初支内侧增设支撑机构的方式，可实现对隧道初支下沉变形的快速有效控制，避免了因初支变形过大造成严重侵限需换拱或返工的情况，同时增加了一道施工人员安全防护保障，且支撑机构拆除方便，降低施工难度，减少软弱围岩变形大对现场施工循环流水作业的影响，有效提高施工效率；通过在台阶底部设置上台阶临时仰拱和下台阶临时仰拱，大大加强套拱受力性能的同时可作为施工临时通道，满足后续掌子面开挖施工需要，改善洞内作业条件，保证施工更加安全可靠；当锚杆进入土层中，土工布层通过防水胶带固定在锚杆的侧壁，且连接杆将土工布层顶起，便于土层中的水贯穿土工布层进入锚杆的内部，同时土工布层防止土层中泥沙进入锚杆的内部，使土层中水通过锚杆排出，减小土层中的含水量，提高周边围岩的强度；且通过所述锚杆对初支周边进行径向注浆，加固围岩，改善围岩自稳性，减少返工和避免增加二次衬砌的支护结构参数，有效降低施工成本。

技术特征：

1.一种富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，其特征在于，所述锚杆（3）包括支撑杆（31）、固定板（32）和通孔（33），多根所述支撑杆（31）分别焊接在所述工字钢架（22）和所述拼接工字钢架（7）的侧壁所述支撑杆（31）的一端安装所述固定板（32），所述固定板（32）抵触所述钢丝网（24）的侧壁，且所述支撑杆（31）的侧壁对称设有所述通孔（33）。

3.根据权利要求2所述的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，其特征在于，所述通孔（33）位于所述土工布层（42）的内部，且所述连接杆（43）位于所述通孔（33）的两侧。

4.根据权利要求2所述的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，其特征在于，所述密封机构（5）包括接头（51）、橡胶套（52）、连接套（53）和密封杆（54），所述支撑杆（31）的一端焊接所述接头（51），所述接头（51）的内部与所述密封杆（54）之间螺纹连接，所述密封杆（54）的侧壁安装所述连接套（53），所述连接套（53）的内部安装所述橡胶套（52），且所述橡胶套（52）滑动连接所述接头（51）的侧壁。

5.根据权利要求4所述的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，其特征在于，所述接头（51）的一端侧壁倾斜设置，且所述支撑杆（31）的一端滑动连接所述密封杆（54）的内部。

6.根据权利要求1所述的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，其特征在于，相邻的所述工字钢架（22）之间的最短间距为80厘米，且同一根所述工字钢架（22）的侧壁最少安装12根所述锁脚锚杆（21）。

7.根据权利要求1所述的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，其特征在于，所述拼接工字钢架（7）的侧壁安装所述钢丝网（24）和所述钢筋（25），且所述拼接工字钢架（7）的侧壁最少安装4根所述锁脚锚杆（21）。

8.根据权利要求2所述的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置，其特征在于，所述支撑杆（31）的长度为4.5m，相邻的所述通孔（33）之间的最短间距10cm，且所述支撑杆（31）根部1m范围内不设置所述通孔（33）。

技术总结
本发明提供一种富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置。所述富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置包括上台阶临时仰拱；支撑机构，所述支撑机构包括锁脚锚杆、工字钢架、混凝土层、钢丝网和钢筋，所述上台阶临时仰拱的侧壁等距安装多根所述工字钢架，所述工字钢架的侧壁倾斜安装多根所述锁脚锚杆；锚杆；密封机构；防护机构，所述防护机构包括防水胶带、土工布层和连接杆，所述土工布层通过所述防水胶带固定在所述锚杆的侧壁，所述土工布层的侧壁对称安装所述连接杆，所述连接杆抵触所述锚杆的侧壁；拼接工字钢架；下台阶临时仰拱；仰拱；本发明提供的富水软弱地段大跨度隧道初支变形控制装置具有施工效率高、安全性更高的优点。

技术研发人员：傅建红,牛海波,张妍,徐洪灏,王永强,傅狄武,蒋鹏,王涛,应金杰,吴凯文,王顺,李名城,魏羽洁,范黎明,赵金方
受保护的技术使用者：浙江交工宏途交通建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13