[實用新型]方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護體系有效

申請號：	201320794129.5	申請日：	2013-12-04
公開（公告）號：	CN203655324U	公開（公告）日：	2014-06-18
發明（設計）人：	李術才;王琦;郭小紅;王洪濤;王德超;李為騰;王新;邵行	申請（專利權）人：	山東大學
主分類號：	E21D21/00	分類號：	E21D21/00;E21D20/02
代理公司：	濟南圣達知識產權代理有限公司 37221	代理人：	王吉勇
地址：	250061 山東***	國省代碼：	山東;37
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摘要：
搜索關鍵詞：	約束混凝土拱架壁后充填支護體系
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【說明書】：

技術領域

本實用新型涉及隧道支護領域，尤其涉及方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護體系。

背景技術

隨著我國經濟社會的發展，大斷面公路、鐵路隧道修建越來越多，隨之面臨的支護問題也越來越突出。尤其是當隧道埋深、斷面設計較大，或是處于某些軟弱地層之中時，隧道圍巖松散破碎，開挖后圍巖自穩時間短，而傳統的錨桿、噴射混凝土或鋼拱架，不能及時提供足夠的初期支護抗力，而造成隧道圍巖變形嚴重甚至坍塌破壞，因此，為了維持圍巖穩定和保證隧道設計斷面，必須尋求一種高強的支護技術，以保證隧道在開挖后短時間內給圍巖提供強有力的支護。

隧道初期支護技術通常采用噴射混凝土、錨桿、鋼筋網和鋼拱架等單一或組合的結構形式。其中，現有隧道鋼拱架常由工字鋼拼接而成，主要用于圍巖條件較差的隧道支護，但是在一些圍巖應力非常高或是地質條件極為復雜的隧道中，傳統鋼拱架出現失穩破壞也是屢見不鮮，其支護強度也面臨著新的考驗與挑戰。而約束混凝土技術作為建筑、橋梁工程中一種較為成熟的加固技術，其成本低廉，支護強度較高，應用較為廣泛，但是在隧道支護工程中該技術還未曾得到推廣。一般的，常用的約束混凝土結構主要包括圓鋼約束混凝土與方鋼約束混凝土兩種類型，與方鋼約束混凝土相比，若將圓鋼約束混凝土結構用于隧道支護，則會造成圓鋼管與圍巖表面形成線接觸，支架受力不合理，承載性能不能有效發揮；同時，圓鋼約束混凝土結構拼接較困難，增加現場施工難度，影響隧道掘進速度。因此，本實用新型選用方鋼約束混凝土結構，將該技術引入到隧道支護工程領域，代替現有傳統的工字鋼拱架，旨在提出一種適用于軟弱破碎圍巖的快速、經濟、高強的隧道初期支護形式，保證隧道開挖圍巖的穩定。

實用新型內容

為解決現有技術存在的不足，本實用新型針對現有隧道初期支護中鋼拱架支護強度不足的缺點，提出了一種高強、穩定、受力合理的適用于軟弱破碎圍巖隧道初期支護的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護體系。本實用新型適用于軟弱破碎圍巖隧道等地下工程的支護，具有強度高、穩定性好、受力合理等優點，能夠有效提高隧道開挖后初期支護強度，保證隧道圍巖穩定性。

為實現上述目的，本實用新型的具體方案如下：

方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護體系，包括高強錨桿、注漿錨桿、注漿錨索及多個方鋼約束混凝土拱架，相鄰方鋼約束混凝土拱架之間用縱向梁連接，縱向梁上設置有錨桿孔，縱向梁錨桿通過錨桿孔穿過縱向梁再錨入到圍巖中，方鋼約束混凝土拱架與圍巖之間設有壁后充填層，縱向梁錨桿將方鋼約束混凝土拱架、壁后充填層與隧道圍巖連接在一起。

所述高強錨桿、注漿錨桿、注漿錨索均在架設方鋼約束混凝土拱架之前進行施打。

所述方鋼約束混凝土拱架為與隧道形狀一致的封閉式結構。

所述方鋼約束混凝土拱架包括多段約束方鋼管，相鄰約束方鋼管之間通過方鋼約束混凝土拱架節點相連。

所述約束方鋼管內填充混凝土。

所述方鋼約束混凝土拱架節點包括焊接在方鋼管內側的內隔板及連接約束方鋼管的套筒，套筒外側設有雙U形加強護板。

所述縱向梁為箱型截面形狀的鋼梁。

所述相鄰方鋼約束混凝土拱架的對立側均設有縱向梁連接基座，縱向梁連接基座開孔與縱向梁連接處開孔一致，縱向梁與縱向梁連接基座之間通過螺栓連接。

所述縱向梁連接基座形狀為“L”形，縱向梁連接基座開孔為橢圓形。

所述壁后充填層包括掛設在縱向梁內側的鋼筋網，鋼筋網上鋪設高強高韌性防滲漏膜，壁后充填層內充填材料。

所述高強高韌性防滲漏膜每兩架鋪設一道，采用搭接的方式進行連接。

所述方鋼約束混凝土拱架表面焊接有掛設鋼筋網的多個掛鉤。

所述注漿錨索為高強中空注漿錨索，注漿錨桿、注漿錨索與高強錨桿交替斷面布置。