[實(shí)用新型]富水軟弱圍巖隧道初期支護(hù)用鋼拱架支撐結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201922206744.X
• 申請(qǐng)日: 2019-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN211081904U
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李繼光;姜函
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵二十局集團(tuán)第二工程有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/18
• 分類號(hào): E21D11/18;E21D11/10
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 景麗娜

本實(shí)用新型公開了一種富水軟弱圍巖隧道初期支護(hù)用鋼拱架支撐結(jié)構(gòu)，包括多榀型鋼拱架和多個(gè)拱架連接結(jié)構(gòu)，型鋼拱架均包括一榀拱墻鋼拱架、一個(gè)支撐于上部鋼拱架中部正下方的豎向臨時(shí)支撐柱和一個(gè)隧道仰拱支架；拱架連接結(jié)構(gòu)包括多道連接于相鄰兩榀拱墻鋼拱架之間的型鋼。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且支設(shè)簡(jiǎn)便、使用效果好，前后相鄰兩榀型鋼拱架之間通過(guò)由多道型鋼組成的拱架連接結(jié)構(gòu)緊固連接，能有效抵抗隧道軸向外力，并能有效增強(qiáng)隧道初支的支護(hù)強(qiáng)度，有效增強(qiáng)所施工成型隧道初支的三維約束能力；同時(shí)，每榀型鋼拱架的頂部下方均設(shè)置有一個(gè)豎向臨時(shí)支撐柱，拆裝簡(jiǎn)便，并且能有效提高型鋼拱架中部的支撐強(qiáng)度，進(jìn)一步提高支護(hù)效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種富水軟弱圍巖隧道初期支護(hù)用鋼拱架支撐結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，正在修建及規(guī)劃的鐵路隧道、公路隧道、城市地鐵等地下工程中，軟巖隧道(也稱軟弱圍巖隧道)占有很高的比例，而且隧道的長(zhǎng)度和跨度也越來(lái)越大，大量隧道還處于特殊地質(zhì)中，如具有大孔隙結(jié)構(gòu)的黃土、富水的全強(qiáng)風(fēng)化花崗巖、富水?dāng)鄬悠扑閹А⑺樾剂鞯貙印⑸奥咽貙蛹八缮⒌亩逊e體等。在這些地層中修建大斷面、大跨隧道極為困難，施工中常常出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。其中，斷層破碎帶是指斷層兩盤相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相互擠壓，使附近的巖石破碎，形成與斷層面大致平行的破碎帶，簡(jiǎn)稱斷裂帶。穿越斷層破碎帶的軟弱圍巖隧道施工難度非常大，尤其是當(dāng)所處地層為富水地層時(shí)，所穿越的斷層破碎帶為富水?dāng)鄬訋В瑤r體破碎為地下水的賦存與富集提供了更有利條件，極易出現(xiàn)隧道泥石流、碎屑流、滑坡等突涌現(xiàn)象，給隧道工程帶來(lái)了極強(qiáng)的破壞，施工難度非常大。因而，當(dāng)隧道穿越斷層內(nèi)富含地下水時(shí)，巖體多為碎屑巖，在高水壓作用下，掌子面極易突發(fā)涌水、涌泥等地質(zhì)災(zāi)害，施工風(fēng)險(xiǎn)高，施工難度大且施工進(jìn)度慢。

實(shí)際對(duì)穿越斷層破碎帶的富水軟弱圍巖隧道進(jìn)行開挖時(shí)，需采用臺(tái)階法進(jìn)行開挖。臺(tái)階法是指先開挖隧道上部斷面(上臺(tái)階)，上臺(tái)階超前一定距離后開始開挖下部斷面(下臺(tái)階，也稱隧道上部洞體)，上下臺(tái)階同時(shí)并進(jìn)的施工方法。采用臺(tái)階法對(duì)富水軟弱圍巖隧道進(jìn)行開挖時(shí)，由于開挖斷面分塊較多，施工難度大且施工風(fēng)險(xiǎn)高，必須及時(shí)設(shè)置合理的支撐結(jié)構(gòu)，一方面防止后續(xù)開挖區(qū)域坍塌，另一方面對(duì)已開挖成型洞體進(jìn)行有效支護(hù)，以確保施工安全。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種富水軟弱圍巖隧道初期支護(hù)用鋼拱架支撐結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且支設(shè)簡(jiǎn)便、使用效果好，前后相鄰兩榀型鋼拱架之間通過(guò)由多道型鋼組成的拱架連接結(jié)構(gòu)緊固連接，使多榀型鋼拱架連接形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的縱向支撐結(jié)構(gòu)，能有效抵抗隧道軸向外力，并能有效增強(qiáng)隧道初支的支護(hù)強(qiáng)度，防止隧道初支因縱向變形過(guò)大發(fā)生變形、傾倒等問(wèn)題，有效增強(qiáng)所施工成型隧道初支的三維約束能力；同時(shí)，每榀型鋼拱架的頂部下方均設(shè)置有一個(gè)豎向臨時(shí)支撐柱，拆裝簡(jiǎn)便，并且能有效提高型鋼拱架中部的支撐強(qiáng)度，進(jìn)一步提高支護(hù)效果。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種富水軟弱圍巖隧道初期支護(hù)用鋼拱架支撐結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括多榀對(duì)所施工隧道進(jìn)行全斷面支護(hù)的型鋼拱架和多個(gè)沿隧道縱向延伸方向由后向前布設(shè)的拱架連接結(jié)構(gòu)，多榀所述型鋼拱架的結(jié)構(gòu)均相同且其沿隧道縱向延伸方向由后向前布設(shè)，多榀所述型鋼拱架呈均勻布設(shè)，每榀所述型鋼拱架均位于所施工隧道的一個(gè)隧道橫斷面上；

所施工隧道的隧道洞包括上部洞體和位于所述上部洞體正下方的下部洞體，所述上部洞體分為預(yù)留核心土區(qū)域洞體和位于預(yù)留核心土區(qū)域洞體外側(cè)的上部周側(cè)洞體；