一種適用于臺(tái)階法開挖的波紋鋼板初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于隧道初期支護(hù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于臺(tái)階法開挖的由波紋鋼板替代傳統(tǒng)鋼格柵初期支護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前用于隧道初期支護(hù)的結(jié)構(gòu)類型基本上是單一的型鋼(工字鋼為主)或鋼格柵，結(jié)構(gòu)單一。在使用臺(tái)階法開挖并進(jìn)行隧道初期支護(hù)時(shí)，如每開挖一個(gè)小斷面用鋼格柵作初期支護(hù)時(shí)，噴射混凝土后不能立即承受荷載，必須經(jīng)過一個(gè)養(yǎng)護(hù)的過程，因而施工進(jìn)度受到一定的限制。且耗費(fèi)大量鋼材料，初襯厚度也大于波紋鋼板替代后的初支厚度，往往需開挖更大斷面，這不僅耗時(shí)，也增加了造價(jià)費(fèi)用。鋼格柵沿縱向非連續(xù)鋪設(shè)，在承受圍巖荷載時(shí)受力不均勻，且受力時(shí)受拉區(qū)混凝土?xí)蜷_裂而提前退出工作。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為改善現(xiàn)有初期支護(hù)存在上述不足，本實(shí)用新型旨在提供一種適用于臺(tái)階法開挖的波紋鋼板初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，其利用波紋板成拱，發(fā)揮波紋板的高強(qiáng)與變形能力，與圍巖相互作用，有利改善了結(jié)構(gòu)受力性能，提高施工進(jìn)度，減少鋼材料使用和斷面開挖面積，降低造價(jià)，發(fā)揮波紋板優(yōu)勢(shì)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種適用于臺(tái)階法開挖的波紋鋼板初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，其由上部支護(hù)波紋板、邊墻波紋板及仰拱波紋板組接成環(huán)而構(gòu)成；所述的上部支護(hù)波紋板由三塊波紋鋼板搭接并經(jīng)若干螺栓固定而呈拱形，上部支護(hù)波紋板的兩端部及搭接處分別在波峰處設(shè)有向背側(cè)延伸的長螺栓，一鋼筋網(wǎng)與長螺栓端部焊接而位于上部支護(hù)波紋板的背側(cè)；所述的上部支護(hù)波紋板兩個(gè)端部分別預(yù)留有臨時(shí)仰拱搭接頭；洞室上臺(tái)階兩拱腳處分別經(jīng)鎖腳錨管錨固有兩H型鋼，上部支護(hù)波紋板及邊墻波紋板的上端部經(jīng)H型鋼支撐固定；下臺(tái)階的兩拱腳處分別經(jīng)鎖腳錨管錨固有兩槽鋼，邊墻波紋板的下端由槽鋼支撐固定，邊墻波紋板的下端部預(yù)留有仰拱搭接頭；仰拱波紋板的兩端分別與兩邊墻波紋板下端的仰拱搭接頭經(jīng)螺栓搭接連接；所述的上部支護(hù)波紋板、邊墻波紋板及仰拱波紋板的兩端均設(shè)有法蘭，在縱向上依次通過法蘭連接；所述的上部支護(hù)波紋板、邊墻波紋板及仰拱波紋板與圍巖之間灌注混凝土。
[0006]所述的上部支護(hù)波紋板由三塊波紋鋼板搭接而成，但相鄰的上部支護(hù)波紋板的搭接位置不同，即相鄰的上部支護(hù)波紋板經(jīng)法蘭錯(cuò)縫拼組。
[0007]所述的鋼筋網(wǎng)由若干呈拱形的橫向鋼筋與若干呈直線型的縱向鋼筋交錯(cuò)焊接形成。
[0008]所述的H型鋼的一翼緣與洞室壁抵持，另一側(cè)翼上端部與上部支護(hù)波紋板的臨時(shí)仰拱搭接頭內(nèi)側(cè)位置經(jīng)螺栓固定連接，而下端部則與邊墻波紋板的上端部螺紋連接。
[0009]所述的槽鋼的一腿部與洞室壁抵持，另一腿部與邊墻波紋板的下端經(jīng)螺栓固定連接。
[0010]所述的上部支護(hù)波紋板、邊墻波紋板及仰拱波紋板的縱向長度為60cm。
[0011]所述的上部支護(hù)波紋板兩端在H型鋼上側(cè)位置，分別通過鎖腳錨管進(jìn)行加固。
[0012]本實(shí)用新型具有如下有益效果:本實(shí)用新型公開的初期支護(hù)結(jié)構(gòu)無需使用噴射混凝土，改善了施工環(huán)境，使施工高效便捷，提高了施工進(jìn)度，最大限度減少圍巖擾動(dòng)；上部支護(hù)波紋板、邊墻波紋板及仰拱波紋板采用波紋結(jié)構(gòu)，加之合理的連接結(jié)構(gòu)，可與圍巖間有利的相互作用，從而改善了整體受力特性；上部支護(hù)波紋板與灌注混凝土以抗剪連接件的方式有效連接，使兩者作為鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)進(jìn)而整體受力，充分利用波紋鋼板抗拉壓強(qiáng)度和灌注混凝土的抗壓強(qiáng)度；上部支護(hù)波紋板、邊墻波紋板及仰拱波紋板沿縱向連續(xù)鋪設(shè)，無需設(shè)置傳統(tǒng)鋼格柵兩榀之間的鋼筋網(wǎng)，也省去縱向連接筋，使支護(hù)體系均勻受力。該結(jié)構(gòu)使用較小波高和灌注厚度即可達(dá)到傳統(tǒng)鋼格柵的強(qiáng)度和剛度，故可進(jìn)一步減小斷面開挖，進(jìn)一步降低造價(jià)；由于上部支護(hù)波紋板、邊墻波紋板及仰拱波紋板都是預(yù)壓制成型，安裝時(shí)經(jīng)過螺栓組裝拼接即可，使用效率高，可大大縮短工程工期。
【附圖說明】
[0013]圖1為本波紋鋼板初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體示意圖。
[0014]圖2為上臺(tái)階拱腳處結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為下臺(tái)階拱腳處結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為上臺(tái)階初期支護(hù)結(jié)構(gòu)施工示意圖。
[0017]圖5為下臺(tái)階初期支護(hù)結(jié)構(gòu)施工示意圖。
[0018]圖6為上部支護(hù)波紋板縱向組合示意圖。
[0019]圖中，1、仰拱波紋板，2、槽鋼，3、邊墻波紋板，4、臨時(shí)仰拱波紋板，5、鎖腳錨管，6、H型鋼，7、上部支護(hù)波紋板，8、鋼筋網(wǎng)，9、圍巖，10、長螺栓，11、臨時(shí)仰拱搭接頭，12、混凝土，13、仰拱搭接頭，14、翼緣，15、腿部，16、法蘭，17、縱向鋼筋，18、橫向鋼筋，19、注漿孔。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖1、2、3、6所示，本實(shí)用新型公開的一種適用于臺(tái)階法開挖的波紋鋼板初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，其由上部支護(hù)波紋板7、邊墻波紋板3及仰拱波紋板I組接成環(huán)而構(gòu)成；所述的上部支護(hù)波紋板7由三塊波紋鋼板搭接并經(jīng)若干螺栓固定而呈拱形，上部支護(hù)波紋板7的兩端部及搭接處分別在波峰處設(shè)有向背側(cè)延伸的長螺栓10，一鋼筋網(wǎng)8與長螺栓10端部焊接而位于上部支護(hù)波紋板7的背側(cè)，且鋼筋網(wǎng)8與上部支護(hù)波紋板7保持平行；所述的上部支護(hù)波紋板7兩個(gè)端部分別預(yù)留有用于連接臨時(shí)仰拱波紋板4的臨時(shí)仰拱搭接頭11 ;洞室上臺(tái)階兩拱腳處分別經(jīng)打入圍巖9之中的鎖腳錨管5錨固有兩H型鋼6，上部支護(hù)波紋板7及邊墻波紋板3的上端部經(jīng)H型鋼6支撐固定；下臺(tái)階的兩拱腳處分別經(jīng)打入圍巖9之中的鎖腳錨管5錨固有兩槽鋼2，邊墻波紋板3的下端由槽鋼2支撐固定，邊墻波紋板3的下端部預(yù)留有仰拱搭接頭13 ;仰拱波紋板I的兩端分別與兩邊墻波紋板3下端的仰拱搭接頭13搭接后經(jīng)螺栓固定；所述的上部支護(hù)波紋板7、邊墻波紋板3及仰拱波紋板I的兩端均設(shè)有法蘭16，在縱向上依次通過法蘭16連接；所述的上部支護(hù)波紋板7、邊墻波紋板3及仰拱波紋板I與圍巖9之間灌注混凝土 12。
[0021]下面以城市隧道圍巖質(zhì)量較差的軟弱地層為例，其采用兩臺(tái)階預(yù)留核心土開挖法進(jìn)行施工，兩臺(tái)階預(yù)留核心土開挖法是以弧形導(dǎo)坑開挖留核心土為基本模式，分上、下兩個(gè)臺(tái)階兩個(gè)開挖面，各部位的開挖與支護(hù)沿隧道縱向錯(cuò)開、平行推進(jìn)的隧道施工方法。各個(gè)分步平行開挖，平行施做初期支護(hù)，各分部初期支護(hù)銜接緊密，及時(shí)封閉成環(huán)。
[0022]如圖4、5、6所示，具體施工工藝如下:
[0023]1、場外預(yù)制上部支護(hù)波紋板7、邊墻波紋板3及仰拱波紋板I。
[0024]上部支護(hù)波紋板7、邊墻波紋板3及仰拱波紋板I均以60cm寬度為單位，即縱向長度為60cm，縱向兩端均焊接有用于縱向組接的法蘭16，三者均在板壁上開有用于灌注混凝土的注漿孔19。上部支護(hù)波紋板7由三塊波紋鋼板搭接而成，但相鄰的上部支護(hù)波紋板7的搭接位置不同而形成錯(cuò)縫結(jié)構(gòu)，兩兩波紋鋼板的搭接處均經(jīng)兩排搭接螺栓進(jìn)行固定連接，位于波峰處的搭接螺栓為向背側(cè)延伸的長螺栓10，與此同時(shí)，上部支護(hù)波紋板7的兩端部也在波峰處安設(shè)有向外延伸的長螺栓10，長螺栓10頭部位置點(diǎn)焊呈拱形的橫向鋼筋18，再在橫向鋼筋18上焊接呈直線型的縱向鋼筋17，從而在上部支護(hù)波紋板7背側(cè)形成與其相對(duì)固定的鋼筋網(wǎng)8，上部支護(hù)波紋板7的橫向兩端部分別設(shè)有壓彎形成的臨時(shí)仰拱搭接頭
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[0025]2、上臺(tái)階開挖。
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