[實用新型]一種主洞拱墻開附屬隧洞的接口鋼架支撐體系

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320315663.3
• 申請日: 2013-06-04
• 公開（公告）號: CN203285454U
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李儲軍;王俊;王立新;王天明;張利斌;曹偉;高志宏;張毓斌;翁木生;王博;戴志仁;張海
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵第一勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

????本實用新型屬于隧道工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種主洞拱墻開附屬隧洞的接口鋼架支撐體系。

背景技術(shù)

在城市軌道交通建設(shè)中，隨著重慶地區(qū)巖質(zhì)地層單拱大跨斷面暗挖車站的成功實施，各地在巖質(zhì)地層中采用單拱大跨斷面暗挖車站也得到了廣泛應(yīng)用。單拱大跨斷面的特點導(dǎo)致附屬隧洞往往需要在其拱墻部位形成接口，這就導(dǎo)致主體與附屬接口拱部形成了臨空面，隨著附屬隧洞高度及跨度的增大，臨空面的長度及施工風(fēng)險也成倍增加；目前對該接口的處理隨意性太大，給現(xiàn)場管理造成極大的困擾——主體隧洞鋼架截斷后往往無法及時有效連接，拱部荷載無法向下傳遞，導(dǎo)致拱部偏壓；開挖過程中往往無法實現(xiàn)鋼架步步封閉、并形成穩(wěn)定的支撐體系——若在軟弱圍巖及圍巖較為破碎地層，便會直接威脅洞室及地表周邊建筑物安全。

理論上要想實現(xiàn)主體隧洞被截斷鋼架與接口鋼架最有效的連接，需要制作一榀三維空間曲線鋼架，該鋼架在主體斷面平面與主體拱形吻合，在風(fēng)道斷面平面與風(fēng)道拱形吻合，但如此復(fù)雜的鋼架實際加工難度之大可想而知，在難以保證施工精度的情況下很容易侵入主體隧洞二襯限界，且該鋼架在承擔(dān)主體隧洞被截斷鋼架傳遞的軸向力和接口部位拱頂圍巖豎向壓力方面受力并不理想。因此，就需要在保證主體隧洞被截斷鋼架與接口鋼架的有效連接和確保接口鋼架易于加工、定位并受力合理兩者之間找到一個平衡點——傾斜的二維拱部弧形鋼架便是首選。

而在附屬隧洞開挖面積較大，接口段拱部臨空面較長的情況，截斷主體鋼架后，一次性開挖到位風(fēng)險極大，須縮短循環(huán)進(jìn)尺，分步開挖，隨挖隨支，鋼架步步形成穩(wěn)定支撐體系，方能保證施工安全，將風(fēng)險降到最低。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的是提供一種主洞拱墻開附屬隧洞的接口鋼架支撐體系，能有效傳遞主體隧洞拱部荷載，實現(xiàn)接口拱部臨空段的分步開挖及鋼架步步封閉，從而有效控制接口開挖對洞室及地表建筑物的安全風(fēng)險。

本實用新型所采用的技術(shù)方案是：

一種主洞拱墻開附屬隧洞的接口鋼架支撐體系，包含有主體隧洞和附屬隧洞，其特征在于：

主體隧洞和附屬隧洞接口處的兩側(cè)直墻處豎直設(shè)置有多榀下部直墻鋼架，下部直墻鋼架上端與拱部弧形鋼架相連接，靠近主體隧洞的弧形鋼架為傾斜拱部弧形鋼架，向主體隧洞傾斜；靠近附屬隧洞的弧形鋼架為豎直拱部弧形鋼架；

各榀弧形鋼架之間通過水平連接鋼架連接；與主體隧洞相鄰的傾斜拱部弧形鋼架通過水平連接鋼架與主體隧洞被截斷鋼架相連接；

傾斜拱部弧形鋼架外側(cè)設(shè)置有拱部超前小導(dǎo)管。

所述的各榀傾斜拱部弧形鋼架之間設(shè)置有縱向連接筋，縱向連接筋與水平連接鋼架間隔布置；

豎直拱部弧形鋼架與相鄰的傾斜拱部弧形鋼架之間設(shè)置有縱向連接筋，縱向連接筋與水平連接鋼架間隔布置。

傾斜拱部弧形鋼架每片鋼架的兩側(cè)下端均設(shè)置有兩根拱部鎖腳錨管；水平連接鋼架兩端均設(shè)置有一根拱部鎖腳錨管；主體隧洞被截斷的鋼架的端部均設(shè)置兩根拱部鎖腳錨管；

拱部鎖腳錨管的長度為主體隧洞系統(tǒng)錨桿長度的1.5-2倍，打設(shè)方向環(huán)向與巖面垂直、縱向向前與附屬隧洞軸線成60°角。

傾斜拱部弧形鋼架頂片鋼架下端部設(shè)置有傾斜拱部弧形鋼架臨時豎直支撐及其之間的傾斜拱部弧形鋼架臨時水平橫撐。

所述的拱部超前小導(dǎo)管在傾斜拱部弧形鋼架外側(cè)設(shè)置，并避開主體隧洞鋼架位置打設(shè)，打設(shè)長度取接口臨空面長度的1.5倍，打設(shè)角度與附屬隧洞軸線成10°角。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

本實用新型在接口拱部臨空段采用便于加工定位的傾斜二維弧形鋼架既能實現(xiàn)主體隧洞鋼架與附屬接口鋼架的有效連接，又能有效傳遞主體隧洞拱部荷載、控制隧洞拱頂沉降；開挖時采用傾斜弧形鋼架分段拼裝，并與水平連接鋼架組合，結(jié)合拱部鎖腳錨桿及臨時支撐的鋼架體系能有效縮短循環(huán)進(jìn)尺，實現(xiàn)分步開挖、隨挖隨支、鋼架步步封閉，具有很強的可操作性，能有效降低拱墻開洞的施工風(fēng)險，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，在地鐵、鐵路、公路等工程中有廣泛的應(yīng)用價值。?

附圖說明

圖1為主體隧洞與附屬隧洞的接口鋼架支撐體系剖面關(guān)系示意圖。

圖2為主體隧洞與附屬隧洞的接口鋼架支撐體系平面關(guān)系示意圖。

圖3為傾斜拱部弧形鋼架（含臨時支撐及水平橫撐）及與其相接的下部直墻鋼架分片放樣示意圖。（圖中方程式為拱部弧形鋼架平面橢圓方程，各橢圓方程都是以各自圓心為原點的相對坐標(biāo)系方程）。