一种支护结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种支护结构。


背景技术：

2.随着交通、水利及矿山等领域的发展，交通、水利及矿山的隧道开挖项目也越来越多，近年来在软弱围岩中进行隧道掘进常使用管棚法施工。
3.由于隧道一般长度较长，管棚法施工是分段进行的，目前管棚法施工中隧道内设有初期支护层，进行分段施工时每段均需沿初期支护层的周向设置多个管棚钢管，而管棚法施工中管棚钢管与初期支护层之间具有一定的夹角，管棚钢管由初期支护层向上倾斜。在隧道内掌子面或在原已支护段扩挖形成管棚工作区，管棚钢管在安装时由初期支护层的平面位置斜向上安装，管棚钢管通过钻机钻孔插入隧道上方的土体内，通过焊接导向架实现导向，导向架施工工序多，工期长，成本高，管棚钢管的仰角角度较小，钻孔平面位置和仰角控制难度大，管棚钢管安装十分不方便，施工费时费力。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种支护结构，以解决现有技术中存在的管棚钢管安装不方便和施工费时费力的技术问题。
5.如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：
6.一种支护结构，包括：
7.初期支护层，其上端面与隧道周向的土层固定连接，所述初期支护层具有凸起段；
8.多个管棚钢管，沿所述初期支护层的周向间隔设置，所述管棚钢管的一端连接于所述凸起段内，所述管棚钢管沿所述隧道的长度方向斜向上延伸，所述凸起段用于对倾斜安装的所述管棚钢管提供操作空间。
9.进一步地，所述凸起段的纵截面为三角形。
10.进一步地，所述支护结构还包括多个导向管，多个所述导向管沿所述初期支护层的周向间隔设置，所述导向管的一端固定于所述凸起段内，所述导向管由所述凸起段向远离所述凸起段的方向斜向上设置，所述管棚钢管的一端位于所述导向管内，所述管棚钢管与所述导向管一一对应。
11.所述初期支护层包括混凝土体和位于所述混凝土体内的型钢拱架，所述型钢拱架沿所述隧道的长度方向间隔设置。
12.进一步地，所述支护结构还包括多个固定钢筋，所述固定钢筋连接于所述型钢拱架的上方，所述固定钢筋连接于所述导向管的外周。
13.进一步地，所述初期支护层具有两个水平段，两个所述水平段分别位于所述凸起段的两端。
14.进一步地，所述管棚钢管与所述水平段之间的夹角为1-3
°
。
15.进一步地，所述支护结构还包括填充层，所述填充层位于所述凸起段的内侧且底
面与所述水平段的底面齐平。
16.进一步地，所述支护结构还包括二次衬砌层，所述二次衬砌层固定连接于所述水平段和所述填充层的内周。
17.进一步地，所述二次衬砌层为钢筋混凝土层。
18.本实用新型的有益效果：
19.本实用新型提出了一种支护结构，通过初期支护层对隧道周向的土体进行支撑，管棚钢管由凸起段伸入到隧道周向的土体内，由于凸起段的存在，管棚钢管的插入初期支护层时不为在平面上插入，而为在倾斜的凸起段上插入，即凸起段增加了插入位置与管棚钢管之间的夹角，即增加了钻机的钻头与插入位置之间的夹角，使得钻机的钻头容易向土层内钻进，并且管棚钢管由凸起段下方的空间向隧道周向的土体插入，凸起段下方的空间为管棚钢管安装的整个过程提供了操作空间，尤其在管棚钢管安装到最后时管棚钢管的整段更容易装入初期支护层内。本实用新型提出的支护结构管棚钢管安装方便，施工省时省力，安装成本低。
附图说明
20.图1是本实用新型实施例提供的支护结构的主视图；
21.图2是本实用新型实施例提供的支护结构的部分结构剖视图一；
22.图3是本实用新型实施例提供的支护结构的部分结构剖视图二；
23.图4是本实用新型实施例提供的支护结构管棚钢管和导向管的部分结构示意图。
24.图中：
25.10、隧道；
26.1、初期支护层；11、混凝土体；12、型钢拱架；
27.2、管棚钢管；
28.3、导向管；
29.4、固定钢筋；
30.5、填充层；
31.6、二次衬砌层。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
35.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
36.参见图1至图4，本实用新型实施例提供一种支护结构，包括初期支护层1和多个管棚钢管2，初期支护层1的上端面与隧道10周向的土层固定连接，初期支护层1具有凸起段；多个管棚钢管2沿初期支护层1的周向间隔设置，管棚钢管2的一端连接于凸起段内，管棚钢管2沿隧道10的长度方向斜向上延伸，凸起段用于对倾斜安装的管棚钢管2提供操作空间。
37.通过初期支护层1对隧道10周向的土体进行支撑，管棚钢管2由凸起段伸入到隧道10周向的土体内，由于凸起段的存在，管棚钢管2的插入初期支护层1时不为在平面上插入，而为在倾斜的凸起段上插入，即凸起段增加了插入位置与管棚钢管2之间的夹角，即增加了钻机的钻头与插入位置之间的夹角，使得钻机的钻头容易向土层内钻进，并且管棚钢管2由凸起段下方的空间向隧道10周向的土体插入，凸起段下方的空间为管棚钢管2安装的整个过程提供了操作空间，尤其在管棚钢管2安装到最后时管棚钢管2的整段更容易装入初期支护层1内，安装方便，施工省时省力，安装成本低。
38.参见图2和图3，凸起段的纵截面为三角形，管棚钢管2插入位置的边为最短边，由于该边与管棚钢管2之间的夹角大，使得管棚钢管2更容易插入到初期支护层1内。
39.参见图4，支护结构还包括多个导向管3，多个导向管3沿初期支护层1的周向间隔设置，导向管3的一端固定于凸起段内，导向管3由凸起段向远离凸起段的方向斜向上设置，管棚钢管2的一端位于导向管3内，管棚钢管2与导向管3一一对应，在初期支护层1施工时对导向管3进行预埋，使得管棚钢管2容易进入隧道10周向的土层内，且导向管3对管棚钢管2起到导向作用，容易控制管棚钢管2的插入角度，确保后续对管棚钢管2注浆的均匀性，使得加固效果好，便于施工，安全性高。
40.参见图2和图3，初期支护层1包括混凝土体11和位于混凝土体11内的型钢拱架12，型钢拱架12沿隧道10的长度方向间隔设置，型钢拱架12和混凝土体11形成的初期支护层1的强度大，使得隧道10周向的土体不易坍塌，支撑效果好。
41.参见图3，支护结构还包括多个固定钢筋4，固定钢筋4连接于型钢拱架12的上方，固定钢筋4连接于导向管3的外周，将固定钢筋4绑扎在导向管3的外周，固定钢筋4实现了对导向管3的固定。
42.参见图2和图3，初期支护层1具有两个水平段，两个水平段分别位于凸起段的两端，即初期支护层1无需全部为凸起段，增加水平段减小了挖掘凸起段的体积，减小了后期凸起段下方空间的填充体积，使得后期便于将凸起段下方的空间进行填充。
43.管棚钢管2与水平段之间的夹角为1-3
°
。
44.支护结构还包括填充层5，填充层5位于凸起段的内侧且底面与水平段的底面齐平，保证了结构强度，增加了安全性，便于后续进行二次衬砌。
45.支护结构还包括二次衬砌层6，二次衬砌层6固定连接于水平段和填充层5的内周，二次衬砌层6进一步增加了支护结构的支护效果，二次衬砌与初期支护共同组成复合式衬
砌。优选地，二次衬砌层6为钢筋混凝土层，钢筋混凝土结构加工方便，结构强度大。
46.在施工时，首先进行隧道10的挖掘，并且挖掘时留出建造凸起段的空间和放置导向管3的空间，沿隧道10的长度方向间隔设置型钢拱架12，在型钢拱架12上方设置倾斜的导向管3并通过固定钢筋4连接导向管3和型钢拱架12，喷混凝土以形成初期支护层1，钻机通过导向管3钻孔，根据管棚施工工艺进行管棚钢管2的施工，在对管棚钢管2内完成注浆后施工填充层5，通过拱架、锚杆和钢筋网进行支撑，并且喷射混凝土形成填充层5，最后施工二次衬砌层6。
47.以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变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。