[發(fā)明專利]一種既有洞室交叉口處異形鋼拱架施工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911040369.4
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110617091B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳二平;劉永明;馬洪龍;冀榮華;楊永強;李艷廠;劉寧;蔡煒
• 申請（專利權(quán)）人: 中鐵十七局集團城市建設(shè)有限公司;貴州大學(xué)
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/20
• 代理公司: 鄭州銀河專利代理有限公司 41158
• 代理人: 嚴(yán)艷麗

本發(fā)明公開了一種既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，根據(jù)兩個垂直交叉的洞室交叉情況確定主洞室內(nèi)的Y字形主拱架的安裝位置；將整個橢圓弧結(jié)構(gòu)的Y字形主拱架用多段大半徑圓弧等效代替，再將大半徑圓弧用多段小半徑橢圓弧等效代替，然后小半徑橢圓弧又使用多段折線進行等效代替，每段折線使用30工字鋼彎曲成形，將多段橢圓曲線結(jié)構(gòu)依次焊接拼裝成Y字形主拱架；完成Y字形主拱架的安裝；根據(jù)Y字形主拱架的安裝位置將其周邊劃分為三塊區(qū)域，每塊區(qū)域又劃分為若干個小區(qū)域，順序施作各塊區(qū)域的20工字鋼拱架。采用了“V形開槽，骨架先行，隨拆隨支”的施工原則，保證施工期間交叉口圍巖的穩(wěn)定性，避免上部松散巖體垮塌形成連鎖反應(yīng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種異形鋼拱架施工方法，特別是一種既有洞室交叉口處異形鋼拱架施工方法。

背景技術(shù)

在隧道施工中會遇到主洞室與聯(lián)絡(luò)通道交叉口的施工情況，此時施工較為復(fù)雜，而在常規(guī)隧道交叉口支護結(jié)構(gòu)施工中，會將主隧道的鋼拱架搭接在聯(lián)絡(luò)隧道的鋼架上，這對支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有一定程度的影響，因此為了各交叉口附近的圍巖開挖輪廓及支護結(jié)構(gòu)滿足斷面設(shè)計要求，從而對初期支護結(jié)構(gòu)的施工精度和形狀提出了非常高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種既有洞室交叉口處異形鋼拱架施工方法。用大半徑圓弧等效代替橢圓弧的方法，實現(xiàn)了對30工字鋼橢圓弧拱架加工及小半徑橢圓弧拱架加工的問題，減少了材料加工所不必要的浪費。采用了“V形開槽，骨架先行，隨拆隨支”的施工原則，保證施工期間交叉口圍巖的穩(wěn)定性，避免上部松散巖體垮塌形成連鎖反應(yīng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，包括有以下步驟：

I.根據(jù)垂直交叉的主洞室和聯(lián)絡(luò)硐室交叉情況確定主洞室內(nèi)的Y字形主拱架的安裝位置、形狀以及尺寸；

II.將整個橢圓弧結(jié)構(gòu)的Y字形主拱架用多段大半徑圓弧等效代替，再將大半徑圓弧用多段小半徑橢圓弧等效代替，然后小半徑橢圓弧又使用多段折線進行等效代替，每段折線使用30工字鋼彎曲成形，將多段橢圓曲線結(jié)構(gòu)依次焊接拼裝成Y字形主拱架；

III.完成Y字形主拱架的安裝；

IV.根據(jù)Y字形主拱架的安裝位置將其周邊劃分為三塊區(qū)域，每塊區(qū)域又劃分為若干個小區(qū)域，順序施作各塊區(qū)域的20工字鋼拱架。

前述的既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，所述步驟I中，首先通過聯(lián)絡(luò)硐室中軸線與主洞室隧道中軸線垂直位置上的交點即為Y字形主拱架的交點C，該交點C沿聯(lián)絡(luò)硐室中軸線方向延伸至主洞室遠離聯(lián)絡(luò)硐室的另一側(cè)邊墻交匯處為E點，CE連線即為Y字形主拱架的其中一段安裝位置，交點C分別至聯(lián)絡(luò)硐室兩個邊墻與主洞室交匯處A點和B點的連線AC和BC即為Y字形主拱架的另外兩段安裝位置；根據(jù)主洞室尺寸確定Y字形主拱架的形狀、尺寸。

前述的既有洞室垂直交叉口處異形鋼拱架施工方法，所述步驟II中，橢圓弧結(jié)構(gòu)的Y字形主拱架用多段大半徑圓弧等效代替的方法為：

(1)在CAD中分析橢圓弧結(jié)構(gòu)的Y字形主拱架曲線要素，通過平面投影法將空間斜向橢圓弧投影到平面內(nèi)；

(2)分析平面的橢圓弧曲線要素，確定其起點、中點及終點，然后通過三點定圓，確定等效代替圓弧的曲線要素；

小半徑橢圓弧使用折線進行等效代替的方法為：

(1)在CAD中進行小半徑橢圓弧曲線要素分析，并在CAD中增加其寬度信息；

(2)沿30工字鋼軸線繪制能夠近似表示小半徑橢圓弧曲線的折線段，并將此折線在CAD內(nèi)利用offset命令偏移至30工字鋼內(nèi)外翼緣處，并使相鄰內(nèi)、外翼緣折線段首尾端相連形成一個整體；