用于圍巖隧道施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于圍巖隧道施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括覆蓋于隧道內(nèi)側(cè)拱面上的混凝土層（1）、側(cè)面貼合于所述混凝土層（1）的拱形鋼架（2）、穿過(guò)所述混凝土層（1）并嵌入所述圍巖的鎖腳錨管（3），其特征在于，所述混凝土層（1）在所述隧道的拱腳位置形成有凸出部（8）。本實(shí)用新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)力較為集中的區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，有效將圍巖的沉降量和收斂變形量控制在較小范圍內(nèi)，為安全施工及提高工程質(zhì)量提供了保障。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于圍巖隧道施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及隧道施工領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于圍巖隧道施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)的不斷發(fā)展，特別是高速鐵路和客運(yùn)專(zhuān)線的大量修建，隧道建設(shè)規(guī)模和水平也不斷提高。然而，由于隧道塌方造成的作業(yè)人員傷亡事故也時(shí)有發(fā)生，在隧道施工過(guò)程中，由于改變了地質(zhì)結(jié)構(gòu)的受力分布，常發(fā)生掌子面鼓出、拱頂下沉和邊墻內(nèi)移、圍巖沉降等變形，這是引起塌方事故的主要原因，特別是在軟弱圍巖地質(zhì)結(jié)構(gòu)的隧道施工中，由于具有巖體破碎松散、粘結(jié)力差、強(qiáng)度低、承載性能差等工程地質(zhì)特點(diǎn)，需及時(shí)有效地進(jìn)行支護(hù)，才能保證施工安全、提高工程質(zhì)量。
[0003]在軟弱圍巖隧道的施工中，一般采用多臺(tái)階法、CD法、CRD法或雙側(cè)壁導(dǎo)坑法進(jìn)行分部開(kāi)挖施工，但即使通過(guò)所述分部開(kāi)挖的施工方法控制了收斂變形，在分部開(kāi)挖的過(guò)程中也容易出現(xiàn)較大的收斂或沉降變形，因此，有必要提供一種支護(hù)結(jié)構(gòu)，能減小隧道施工中支護(hù)沉陷量和收斂變形程度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的問(wèn)題是提供一種支護(hù)結(jié)構(gòu)，該支護(hù)結(jié)構(gòu)用于圍巖隧道的施工過(guò)程中，能有效減小拱頂和邊墻的收斂變形。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于圍巖隧道施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括覆蓋于隧道內(nèi)側(cè)拱面上的混凝土層、側(cè)面貼合于所述混凝土層的拱形鋼架、穿過(guò)所述混凝土層并嵌入所述圍巖的鎖腳錨管，其中，所述混凝土層在所述隧道的拱腳位置形成有凸出部。
[0006]優(yōu)選地，所述凸出部形成為橫斷面為三角形的結(jié)構(gòu)，該三角形的第一邊貼附于所述拱形鋼架，第二邊從所述第一邊的上端點(diǎn)沿隧道徑向向外的方向向下傾斜延伸，第三邊從所述第一邊沿平行于水平面的方向延伸。
[0007]優(yōu)選地，所述第三邊長(zhǎng)度不小于100cm。
[0008]優(yōu)選地，所述拱形鋼架的底腳下襯有槽鋼。
[0009]優(yōu)選地，該支護(hù)結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)所述拱形鋼架，并且各拱形鋼架通過(guò)連接鋼筋形成為整體支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0010]優(yōu)選地，各個(gè)所述拱形鋼架的底腳位于不同的高度位置。
[0011]優(yōu)選地，所述拱形鋼架由工字鋼形成。
[0012]優(yōu)選地，所述鎖腳錨管沿隧道徑向向外的方向向下傾斜地焊接到所述拱形鋼架的靠近底腳的位置，傾斜角為25°?35°。
[0013]優(yōu)選地，各個(gè)所述拱形鋼架的每側(cè)靠近底腳的位置設(shè)置有四根所述鎖腳錨管。
[0014]通過(guò)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)在隧道拱腳位置處的混凝土層形成凸出部，對(duì)應(yīng)力較為集中的區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，有效將圍巖的沉降量和收斂變形量控制在較小范圍內(nèi)，為安全施工及提高工程質(zhì)量提供了保障。
[0015]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說(shuō)明。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0017]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一種【具體實(shí)施方式】的支護(hù)結(jié)構(gòu)的局部的橫向斷面示意圖；
[0018]圖2是圖1中支護(hù)結(jié)構(gòu)的局部的縱向斷面示意圖。
[0019]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0020]I 混凝土層 2 拱形鋼架
[0021]3 鎖腳錨管 4 槽鋼
[0022]5 第二邊 6 第三邊
[0023]7 連接鋼筋 8 凸出部
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0025]參照?qǐng)D1所示的局部斷面圖，根據(jù)本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的一種用于圍巖隧道施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括覆蓋于隧道內(nèi)側(cè)拱面上的混凝土層1、側(cè)面貼合于所述混凝土層I的拱形鋼架2、穿過(guò)所述混凝土層I并嵌入所述圍巖的鎖腳錨管3，所述混凝土層I在所述隧道的拱腳位置形成有凸出部8。該凸出部8提高了拱腳位置處承受壓力的能力，不易被壓縮變形或塌陷，對(duì)圍巖起到有效的支撐作用，為進(jìn)一步作業(yè)的施工安全提供保障。
[0026]具體地，作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述凸出部8可以形成為橫斷面為三角形的結(jié)構(gòu)，該三角形的第一邊貼附于所述拱形鋼架2，從而將邊墻施加于混凝土層I的一部分作用力傳至鋼架2。所述三角形的第二邊5從所述第一邊的上端點(diǎn)沿隧道徑向向外的方向向下傾斜延伸，第三邊6從所述第一邊沿平行于水平面的方向延伸，從而改變作用力的分布:圍巖沿垂直于第二邊5斜向下地壓在三角形凸出部8上，凸出部8沿垂直于第三邊6向下地壓在水平地面上，這樣設(shè)置能有效減少隧道內(nèi)圍巖向中空部擠壓的力，而將其向下傳輸?shù)降孛?，以減小隧道的收斂變形量。其中，所述第三邊6的長(zhǎng)度最好不小于IOOcm0
[0027]為進(jìn)一步減小支護(hù)結(jié)構(gòu)的沉降量，本實(shí)用新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)中，所述拱形鋼架2的底腳下還可以襯有槽鋼4，增大與地面相互作用的面積，從而減小單位面積作用力。
[0028]隨著隧道長(zhǎng)度的不同，支護(hù)結(jié)構(gòu)可以包括不同數(shù)量的拱形鋼架2，一般包括至少兩個(gè)所述拱形鋼架2，通過(guò)連接鋼筋7將各個(gè)拱形鋼架2相互連接(通常為焊接)以形成為整體支護(hù)結(jié)構(gòu)，如圖2所示。這能使各個(gè)拱形鋼架2受力更均勻，從而使通過(guò)槽鋼4作用于地面的力也各處差別較小，減小局部沉降或變形塌方發(fā)生的可能。
[0029]如前所述，隧道施工中可以分部開(kāi)挖，如不在隧道的全斷面同時(shí)進(jìn)行工作，而在掌子面附近形成臺(tái)階狀以防發(fā)生掌子面鼓出等危險(xiǎn)。因而各個(gè)所述拱形鋼架2的底腳需位于不同的高度位置，以在不同臺(tái)階上形成支撐，待形成所述臺(tái)階的土壤或巖石被挖出后，應(yīng)及時(shí)對(duì)拱形鋼架2的落底的部分加長(zhǎng)。一般地，所述拱形鋼架2由工字鋼形成，且該工字鋼的翼板面與混凝土層貼合。
[0030]需要說(shuō)明的是，盡管以上僅對(duì)拱形鋼架2與隧道拱頂和邊墻的部分進(jìn)行了說(shuō)明，但是顯然地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將所述拱形鋼架2的兩個(gè)底腳連接起來(lái)以使該拱形鋼架2形成為封閉的結(jié)構(gòu)。
[0031]作為本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述鎖腳錨管3沿隧道徑向向外的方向向下傾斜地焊接到所述拱形鋼架2的靠近底腳的位置，傾斜角α為25°?35°。鎖腳錨管3周?chē)梢怨嗳胨嗌皾{，以使之與圍巖緊密粘結(jié)，并起到加固圍巖的作用，并對(duì)拱形鋼架2的底端進(jìn)行鎖定。各個(gè)所述拱形鋼架2的每側(cè)靠近底腳的位置設(shè)置有四根所述鎖腳錨管3。
[0032]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0033]另外需要說(shuō)明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
[0034]此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于圍巖隧道施工中的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括覆蓋于隧道內(nèi)側(cè)拱面上的混凝土層(I )、側(cè)面貼合于所述混凝土層(I)的拱形鋼架(2)、穿過(guò)所述混凝土層(I)并嵌入所述圍巖的鎖腳錨管(3)，其特征在于，所述混凝土層(I)在所述隧道的拱腳位置形成有凸出部(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸出部(8)形成為橫斷面為三角形的結(jié)構(gòu)，該三角形的第一邊貼附于所述拱形鋼架(2)，第二邊(5)從所述第一邊的上端點(diǎn)沿隧道徑向向外的方向向下傾斜延伸，第三邊(6)從所述第一邊沿平行于水平面的方向延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三邊(6)長(zhǎng)度不小于100cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述拱形鋼架(2)的底腳下襯有槽鋼(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，該支護(hù)結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)所述拱形鋼架(2)，并且各拱形鋼架(2)通過(guò)連接鋼筋(7)形成為整體支護(hù)結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，各個(gè)所述拱形鋼架(2)的底腳位于不同的高度位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述拱形鋼架(2)由工字鋼形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述鎖腳錨管(3)沿隧道徑向向外的方向向下傾斜地焊接到所述拱形鋼架(2)的靠近底腳的位置，傾斜角(α)為25°?35°。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，各個(gè)所述拱形鋼架(2)的每側(cè)靠近底腳的位置設(shè)置有四根所述鎖腳錨管(3)。
【文檔編號(hào)】E21D11/04GK203669885SQ201420008845
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】呼梟, 張利軍, 何寶華, 馬鳳偉, 王建東, 夏建軍, 李建 申請(qǐng)人:中國(guó)神華能源股份有限公司, 神華準(zhǔn)池鐵路有限責(zé)任公司