專利名稱：一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于隧道支護技術領域，具體涉及一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構。
背景技術：
隧道變形沉降是隧道中施工過程中的一種主要病害，尤其是在軟巖、膨脹巖、斷層破碎帶、土質及高地應力軟巖地層等，過大的變形沉降不僅會導致支護侵限，甚至導致隧道坍塌，而且還會使后續(xù)施工風險極大，危及施工人員的安全，增加工程造價，影響工程進度。因此，控制隧道變形沉降是大跨、軟巖、膨脹巖等隧道施工中的關鍵環(huán)節(jié)。目前，隧道控制沉降方法主要有增加臨時仰拱、采用雙側壁或單側壁分部開挖法等。這些措施雖然能較好地 控制隧道的沉降變形，但與臺階法相比，都存在施工工序繁瑣，施工空間狹小，不利于大型機械設備的使用，工程造價高，施工進度緩慢等缺點。
發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種造價較低、有利于機械化施工、工序簡便、有效保護圍巖的預防隧道變形沉降的組合鋼架結構，適用于適用于隧道圍巖為土質、軟巖、膨脹巖等地質情況。本實用新型所采用的技術方案是一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構，設置有環(huán)形的鋼拱架，鋼拱架的拱部設置有上臺階鋼拱架接頭，鋼拱架的拱腰部設置有中臺階鋼拱架接頭，其特征在于所述的鋼拱架的上臺階鋼拱架接頭或中臺階鋼拱架接頭處焊接有“L”形的拱架牛腿，“L”形缺口朝向鋼拱架。所述的鋼拱架為環(huán)向的工字鋼或H型鋼架。所述的拱架牛腿處設置有直接伸入圍巖的鎖腳錨桿。所述的鋼拱架在每兩榀之間設置托梁，托梁的中部或兩側設置有伸入基巖的托梁微樁，微樁內注漿加固圍巖。所述的托梁為槽鋼，并與每榀鋼拱架采用螺栓連接。本實用新型具有以下優(yōu)點(I)鋼架加固簡單鋼架與拱架牛腿在工廠內或工廠化集中加工，并焊接成型。(2)施工工序簡單采用臺階法開挖，工序簡單，施工空間大，有利于大型施工機械的施工，提高勞動效率與施工安全度。(3)沉降控制效果好通過牛腿、鎖腳錨桿(管)、托梁微樁將初期支護拱架上壓力向圍巖深部傳遞，通過微樁注漿加固圍巖防止下臺階開挖時圍巖崩落，增大支護與圍巖的接觸面積，防止拱架擠壓脫落及過大沉降。

[0015]圖I是本實用新型的結構斷面圖；圖2是拱架牛腿與托梁組合大樣圖A ；圖3是托梁結構正視圖；附圖標記說明如下I-拱架牛腿，2-鎖腳錨桿，3-上臺階鋼拱架接頭，4-中臺階鋼拱架接頭，5-鋼拱架，6-噴射混凝土初期支護，7- 二次襯砌 ，8-托梁，9-托梁微樁。
具體實施方式
下面結合具體實施方式
對本實用新型進行詳細的說明。參見圖1，本實用新型所述的一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構，包括設置成環(huán)形的鋼拱架5和拱架牛腿I。鋼拱架5和拱架牛腿I的材料相同，為工字鋼或H型鋼。鋼拱架5的拱部設置有上臺階鋼拱架接頭3，鋼拱架5的拱腰部設置有中臺階鋼拱架接頭4，鋼拱架5的上臺階鋼拱架接頭3或中臺階鋼拱架接頭4處焊接有“L”形的拱架牛腿I。參見圖2，“L”形缺口朝向鋼拱架5，通過牛腿增加支護結構與圍巖的接觸面積。拱架牛腿I上設置有直接伸入圍巖的鎖腳錨桿2，朝向斜下方，設置兩根。鎖腳錨桿2也可采用管結構。參見圖3，在每兩榀鋼拱架5之間設置托梁8，提高鋼架整體性，托梁8的中部或兩側設置有伸入基巖的托梁微樁9，托梁8為槽鋼，微樁9為打孔鋼管，鋼管內注漿加固圍巖。本實用新型的使用原理是本裝置通過“L”形拱架I、鎖腳錨桿2、托梁8、托梁微樁9等的聯(lián)合作用，增大支護結構與圍巖的接觸面積，可以把拱架上壓力向圍巖深部傳遞，防止拱架擠壓脫落，有效控制變形。施工時，正常斷面開挖完成后，在上臺階接頭3或中臺階接頭4處向圍巖內進行局部擴挖成一個三角形斷面，安裝組合式拱架，施工鎖腳錨桿2，預埋托梁8與鋼架5連接，打設微樁9，噴射混凝土 6，然后進行中臺階或下臺階開挖。
權利要求1.一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構，設置有環(huán)形的鋼拱架(5)，鋼拱架(5)的拱部設置有上臺階鋼拱架接頭(3)，鋼拱架(5)的拱腰部設置有中臺階鋼拱架接頭(4)，其特征在于 所述的鋼拱架(5)的上臺階鋼拱架接頭(3)或中臺階鋼拱架接頭(4)處焊接有“L”形的拱架牛腿(I)，“ L”形缺口朝向鋼拱架(5 )。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構，其特征在于 所述的鋼拱架(5)為環(huán)向的工字鋼或H型鋼架。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構，其特征在于 所述的拱架牛腿(I)處設置有直接伸入圍巖的鎖腳錨桿(2)。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構，其特征在于 所述的鋼拱架(5)在每兩榀之間設置托梁(8)，托梁(8)的中部或兩側設置有伸入基巖的托梁微樁(9),微樁(9)內注衆(zhòng)加固圍巖。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構，其特征在于 所述的托梁(8)為槽鋼，并與每榀鋼拱架(5)采用螺栓連接。
專利摘要本實用新型涉及一種預防隧道變形沉降的組合鋼架結構。隧道控制較大沉降變形的方法主要有增加臨時仰拱、采用雙側壁或單側壁分部開挖法等。這些與臺階法相比，但都存在施工工序繁瑣，工程造價高，施工進度緩慢等缺點。本實用新型設置環(huán)形的鋼拱架，在上臺階或中臺階鋼架接頭處采用擴大斷面，增設“L”形牛腿，“L”形缺口朝向鋼拱架，增大支護結構與圍巖的接觸面積，拱架牛腿上設置伸入圍巖的鎖腳錨桿。在兩榀鋼架之間設置托梁，托梁的中部或兩側設置有打入基巖的托梁微樁，微樁內注漿加固圍巖。本實用新型施工工序簡單，有利于大型施工機械的使用，施工進度快；控制沉降效果好，可以把拱架上壓力向圍巖深部傳遞，防止拱架擠壓脫落。
文檔編號E21D21/00GK202690082SQ20122024208
公開日2013年1月23日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權日2012年5月28日
發(fā)明者史彥文, 韓常領, 丁小軍, 張武祥, 楊彥民, 曹校勇, 師偉, 徐智, 盧曉玲, 王萬平, 胡蔓寧 申請人:中交第一公路勘察設計研究院有限公司