[發(fā)明專利]一種減小隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力的結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510307140.8
• 申請(qǐng)日: 2015-06-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104847380B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛紅飛;郭小紅;劉繼國(guó);李昕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/10
• 分類號(hào): E21D11/10;E21D11/22;E21D20/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所42001
• 代理人: 王敏鋒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道開(kāi)挖支護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種減小隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力的結(jié)構(gòu),同時(shí)涉及一種減小隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力的結(jié)構(gòu)的施工方法，適用于復(fù)雜地質(zhì)條件下的隧道(尤其是大斷面隧道)上覆荷載大、地層沉降控制嚴(yán)格的隧道支護(hù)設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

近些年來(lái)，隨著我國(guó)公路、鐵路及城市建設(shè)的高速發(fā)展，各種復(fù)雜地質(zhì)條件下的大斷面、超大斷面隧道建設(shè)越來(lái)越多。由于跨度大、高跨比小，超大斷面隧道的圍巖松散荷載高度很高，圍巖壓力很大，進(jìn)而導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)拱部正彎矩、拱腳負(fù)彎矩以及拱頂沉降位移都很大，因此，針對(duì)超大斷面隧道的斷面型式及支護(hù)參數(shù)一直以來(lái)都是工程界研究的熱點(diǎn)，并取得了一定的成果。這些研究成果雖對(duì)類似工程的建設(shè)提供了有價(jià)值的借鑒和參考，但其研究重點(diǎn)多集中在斷面扁平率、支護(hù)參數(shù)等的細(xì)部?jī)?yōu)化研究，其襯砌型式仍基于傳統(tǒng)的由初期支護(hù)與二次襯砌構(gòu)成的常規(guī)復(fù)合式襯砌，未能有效解決襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力巨大的問(wèn)題，仍需通過(guò)超強(qiáng)的初期支護(hù)與二次襯砌抵抗圍巖的松散荷載及形變壓力來(lái)保證結(jié)構(gòu)的安全。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種減小隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，有效地解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道(尤其是大斷面隧道)支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力過(guò)大以及地表沉降變形大的問(wèn)題。

本發(fā)明還提供了一種減小隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力的結(jié)構(gòu)的施工方法，該方法簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，有效地解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下隧道(尤其是大斷面隧道)支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力過(guò)大以及地表沉降變形大問(wèn)題。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：

一種減小隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力的結(jié)構(gòu)，至少包括導(dǎo)坑初期支護(hù)、拱部初期支護(hù)、拱部二襯、仰部二襯、仰拱初期支護(hù)和仰拱回填，拱部初期支護(hù)至少包括拱部拱架，拱部初期支護(hù)上均勻分布有錨桿，導(dǎo)坑初期支護(hù)包括左側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)和右側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)，其特征在于：左側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)和右側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)與圍巖接觸的側(cè)壁上分別均勻設(shè)有小導(dǎo)管，左側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)與圍巖接觸的側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有左側(cè)厚邊墻襯砌，右側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)與圍巖接觸的側(cè)壁內(nèi)側(cè)設(shè)有右側(cè)厚邊墻襯砌，左側(cè)厚邊墻襯砌與拱部初期支護(hù)連接的部分中預(yù)埋有第一預(yù)埋鋼板和第一錨固鋼筋，第一錨固鋼筋至少有兩根，各第一錨固鋼筋垂直地固定于第一預(yù)埋鋼板的一側(cè)面上，右側(cè)厚邊墻襯砌與拱部初期支護(hù)連接的部分中預(yù)埋有第二預(yù)埋鋼板和第二錨固鋼筋，第二錨固鋼筋至少有兩根，各第二錨固鋼筋垂直地固定于第二預(yù)埋鋼板的一側(cè)面上，拱部拱架的鋼板兩端的端面上分別固定有第一鋼墊板和第二鋼墊板，第一鋼墊板和第一預(yù)埋鋼板的另一側(cè)面固定連接，第二鋼墊板和第二預(yù)埋鋼板的另一側(cè)面固定連接。

第一鋼墊板和第一預(yù)埋鋼板通過(guò)螺栓固定連接，第二鋼墊板和第二預(yù)埋鋼板通過(guò)螺栓固定連接。

第一鋼墊板和第一預(yù)埋鋼板焊接，第一預(yù)埋鋼板上連接有第一角鋼，第一角鋼和第一預(yù)埋鋼板通過(guò)螺栓連接，第一角鋼與第一鋼墊板緊挨拱部二襯的側(cè)壁緊密接觸，第二鋼墊板和第二預(yù)埋鋼板焊接，第二預(yù)埋鋼板上連接有第二角鋼，第二角鋼和第二預(yù)埋鋼板通過(guò)螺栓連接，第二角鋼與第二鋼墊板緊挨拱部二襯的側(cè)壁緊密接觸。

第一錨固鋼筋和第二錨固鋼筋均為2個(gè)，所有的第一錨固鋼筋和第二錨固鋼筋均呈U型，兩個(gè)第一錨固鋼筋分別固定于第一預(yù)埋鋼板側(cè)面的相對(duì)側(cè)邊上，且兩個(gè)第一錨固鋼筋的中間水平部分固定在第一預(yù)埋鋼板上，兩個(gè)第二錨固鋼筋分別固定于第二預(yù)埋鋼板側(cè)面的相對(duì)側(cè)邊上，且兩個(gè)第二錨固鋼筋的中間水平部分固定在第二預(yù)埋鋼板上。

左側(cè)厚邊墻襯砌與拱部二襯、仰拱二襯連接的部分中分別預(yù)埋有第一連接鋼筋、第三連接鋼筋，第一連接鋼筋和第三連接鋼筋的一端分別位于左側(cè)厚邊墻襯砌外，且第一連接鋼筋位于左側(cè)厚邊墻襯砌外的部分與拱部二襯中的主筋連接，第三連接鋼筋位于左側(cè)厚邊墻襯砌外的部分埋入仰拱二襯中，右側(cè)厚邊墻襯砌與拱部二襯、仰拱二襯連接的部分中分別預(yù)埋有第二連接鋼筋、第四連接鋼筋，第二連接鋼筋和第四連接鋼筋的一端分別位于右側(cè)厚邊墻襯砌外，且第二連接鋼筋位于右側(cè)厚邊墻襯砌外的部分與拱部二襯中的主筋連接，第四連接鋼筋位于右側(cè)厚邊墻襯砌外的部分埋入仰拱二襯中。

上述的減小隧道襯砌結(jié)構(gòu)內(nèi)力的結(jié)構(gòu)的施工方法，包括如下步驟：

1)開(kāi)挖隧道兩側(cè)導(dǎo)坑，施做左側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)和右側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)，在左側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)和右側(cè)導(dǎo)坑初期支護(hù)與圍巖接觸的側(cè)壁上分別均勻施做小導(dǎo)管，再通過(guò)兩側(cè)小導(dǎo)管對(duì)圍巖注漿加固；