[發明專利]一種型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系及施工方法

在審

• 申請號: 202310386957.3
• 申請日: 2023-04-12
• 公開（公告）號: CN116291599A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 路軍富;李忞芮;王明勝;郭飛;廖林川;李旻昊;馮文凱;胡云鵬;吉鋒;石豫川;李明;苗志豪;唐浩然;劉利坤
• 申請（專利權）人: 成都理工大學
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/10
• 代理公司: 成都知棋知識產權代理事務所(普通合伙) 51325
• 代理人: 馬曉靜

本發明提供一種型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系及施工方法，該結構包括：工字型鋼拱架，工字型鋼拱架包括：工字型鋼拱架腹板以及設置在工字型鋼拱架腹板兩側的工字型鋼段翼緣；在工字型鋼拱架上焊接有箍筋，箍筋環繞所述工字型鋼拱架腹板以及工字型鋼段翼緣。本發明通過在工字型鋼拱架腹板以及工字型鋼段翼緣上環繞焊接箍筋，增大了約束的核心混凝土區域，提高了支護體系的整體承載能力。

技術領域

本發明涉及隧道與地下工程技術領域，尤其涉及一種型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系及施工方法。

背景技術

近年來，我國隧道的建設發展迅速，隧道工程建設向著復雜地質條件及潛在地質災害下作業發展。

型鋼拱架-噴射混凝土支護結構具有支護及時、操作靈活、抗震性能優越等優點，被廣泛的應用于隧道初期支護。在高地應力環境下，型鋼拱架-噴射混凝土支護結構往往要求能夠承受較大的圍巖荷載,但是，在復雜地質條件下，型鋼拱架-噴射混凝土支護結構能夠提供的實際載荷不足，從而導致支護結構喪失協同變形能力、圍巖失穩破壞。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的缺陷，提供一種支護體系的承載能力足夠強的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系及施工方法。

一種型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系，包括：工字型鋼拱架，所述工字型鋼拱架包括：工字型鋼拱架腹板以及設置在所述工字型鋼拱架腹板兩側的工字型鋼段翼緣；在所述工字型鋼拱架上焊接有箍筋，所述箍筋環繞所述工字型鋼拱架腹板以及工字型鋼段翼緣。

進一步地，如上所述的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系，所述箍筋按一定間距平行焊接在所述工字型鋼拱架上。

進一步地，如上所述的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系，所述箍筋的高度大于所述工字型鋼段翼緣的寬度。

進一步地，如上所述的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系，包括栓釘剪力件，所述栓釘剪力件分布在所述工字型鋼拱架腹板的內側和外側、以及所述工字型鋼段翼緣的內側和外側上。

進一步地，如上所述的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系，在相鄰兩榀所述工字型鋼拱架之間設置有縱向支承件，通過所述縱向支承件將所述相鄰兩榀工字型鋼拱架進行連接；所述縱向支承件的橫截面為工字型結構；

在相鄰所述縱向支承件之間固定有鋼筋網片。

進一步地，如上所述的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系，在所述縱向支承件的翼緣上預留有自進式螺栓孔，所述縱向支承件的兩端通過所述自進式螺栓孔與自進式螺栓與U型槽鋼固定連接，所述U型槽鋼焊接在所述工字型鋼拱架的腹板上。

進一步地，如上所述的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系，在所述縱向支承件的內側翼緣和外側翼緣上均布設有所述鋼筋網片。

進一步地，如上所述的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系，在所述鋼筋網片的四周設置有一圈矩形的鋼板，在所述鋼板與縱向支承件的翼緣上預留有自進式螺栓孔，所述鋼筋網片通過所述自進式螺栓孔與自進式螺栓與縱向支承件的翼緣固定連接。

進一步地，如上所述的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系，靠近圍巖一側的所述鋼筋網片布設在所述縱向支承件的內側翼緣上。

如上所述的型鋼噴射混凝土組合結構隧道初期支護體系的施工方法，包括以下步驟：

1)根據自進式螺栓的尺寸，預先在工字型鋼段兩側的翼緣上預留自進式螺栓孔；

2)根據自進式螺栓的尺寸，預先在在鋼筋網片四周的鋼板上、以及縱向支承件的內側翼緣和外側翼緣預留自進式螺栓孔位，同時在所述縱向支承件上切割出安放所述鋼筋網片的位置；