CN104775832A - 一种波纹钢隧道初期支护结构 - Google Patents

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李国锋
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH DRILLING; MINING
    • E21DSHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D11/00Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
    • E21D11/04Lining with building materials
    • E21D11/10Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E21D11/14Lining predominantly with metal
    • E21D11/18Arch members ; Network made of arch members ; Ring elements; Polygon elements; Polygon elements inside arches
    • E21D11/20Special cross- sections, e.g. corrugated

Abstract

一种波纹钢隧道初期支护结构。本发明涉及一种由波纹钢拱形骨架和喷射混凝土组合而成的隧道初期支护装置,适用于在公路、铁路隧道开挖后对围岩的支撑装置。属地下工程施工技术领域。本发明支护结构的单元骨架为两片钢板首尾搭接成的弧形拱封闭环,单元骨架的横截面中部呈弧形突起,单元骨架沿隧道走向的榀与榀之间采用螺纹钢筋连接成一体,喷射的混凝土包埋着单元骨架和螺纹钢筋。本发明的装置具有方便加工,强度高,施工便捷等特点,可减小隧道初期支护结构的厚度,较少开挖量,具有施工速度快、安全可靠,隧道使用年限长、抗震等特点。

Description

一种波纹钢隧道初期支护结构
技术领域
[0001] 本发明涉及一种由波纹钢拱形骨架和喷射混凝土组合而成的隧道初期支护装置,适用于在公路、铁路隧道开挖后对围岩的支撑装置。属地下工程施工技术领域。
背景技术
[0002] 隧道在开挖过程中,为控制围岩变形,防止隧道坍塌,开挖后,必须立即进行初期支护的施工,并将其作为永久承载结构一部分。当前初期支护的结构形式主要由喷射混凝土、锚杆、工字钢或格栅钢架等组合而成。该结构形式存在的问题:一是由于工字钢和格栅钢架结构尺寸较大,为满足安装条件,需扩大隧道的开挖断面;二是工字钢或格栅钢架材料本身重量较重,安装时存在工艺流程多且复杂,施工周期较长;三是工字钢的环向连接是采用接头板螺栓对接的方式连接,当隧道围岩变形较大时,接头位置的螺栓极易被拧变形后压断,导致隧道坍塌。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种波纹钢隧道初期支护结构,可克服目前工字钢或格栅钢架支护所带来的一系列问题,该装置具有方便加工,强度高,施工便捷等特点。
[0004] 实现本发明上述目的采用以下技术方案来完成:单元骨架为两片钢板首尾搭接成的弧形拱封闭环,单元骨架的横截面中部呈弧形突起,单元骨架沿隧道走向的榀与榀之间采用螺纹钢筋连接成一体,喷射的混凝土包埋着单元骨架和螺纹钢筋。
[0005] 每榀单元骨架的跨径为4〜12.5m,榀间距为60〜120cm,连接单元骨架的螺纹钢筋直径为20〜24mm,螺纹钢筋的间距为0.8〜1.2m,包埋着单元骨架的混凝土为C20且包埋厚度为5〜10cm,骨架钢板的厚度为4〜7_,钢板宽度360〜400_,弧形突起曲率半径7 〜15mm0
[0006] 两片骨架钢板搭接处采用螺栓固定,靠近钢板端部一侧的螺栓孔采用腰型孔,螺纹钢筋与骨架钢板的连接为焊接。
[0007] 本发明的有益技术效果是:由于采用了两半搭接的弧形拱钢板结构,因此初期支护的尺寸可以大大减小,从而安装容易,施工效率可大大提高;骨架钢板的接头采用了腰型孔配合螺栓固定,当隧道围岩变形较大时,螺栓具有一定的活动余地,不会受损,保证了隧道施工质量,同时该结构也使安装弧形拱封闭环的操作简化,施工效率得到提高;骨架钢板的截面采用弧形突起的筋条,可以大大增强弧形拱的力学强度,并且对隧道开挖后的围岩形成一种柔性支护,整体结构提供了足够的强度并且具有一定的变形协调性,可以适应一定的变形,同时对隧道出现的渗漏水现象可以起到良好的隔绝作用,提高了初期支护的效果ο
附图说明
[0008] 图1为本发明的弧形拱钢板结构示意图。
[0009] 图2为本发明的弧形拱钢板搭接结构示意图。
[0010] 图3为本发明的弧形拱钢板横截面剖视图。
[0011] 图4为本发明波纹钢隧道初期支护的整体俯视图。
[0012] 附图中各标号如下:I 骨架钢板、2 搭接头、3 螺检、4 弹費垫圈、5一一螺帽、6—一螺孔、7—一腰型孔、8—一弧形突起、9一一螺纹钢筋。
具体实施方式
[0013] 参见各图,两片骨架钢板I的首尾搭接头2通过螺栓3连接成弧形拱封闭环,构成支撑隧道围岩的支护单元骨架,骨架钢板I的横截面中部呈弧形突起8,单元骨架钢板I沿隧道走向的榀与榀之间采用螺纹钢筋9连接成一体,再在单元骨架钢板I和螺纹钢筋9上喷射混凝土进行包埋,即构成了钢隧道初期支护。骨架钢板I所连接成的每榀弧形拱封闭环的跨径为4〜12.5m,榀间距为60〜120cm,连接单元骨架的螺纹钢筋9直径为20〜24mm,螺纹钢筋9的间距为0.8〜1.2m,包埋着单元骨架的混凝土为C20且包埋厚度为5〜10cm,骨架钢板I的厚度为4〜7mm,钢板宽度360〜400mm,弧形突起8曲率半径7〜15mm。骨架钢板I的搭接头2采用两排螺栓3固定,靠近钢板端部一侧的螺栓孔采用腰型孔7,从而在施工中板与板之间可快速准确的找到安装位置进行快速连接,形成良好的嵌锁机制,同时当围岩变形时搭接头2可以有一定的移动,避免了损坏。螺纹钢筋9与骨架钢板I的之间的连接采用焊接方式。

Claims (3)

1.一种波纹钢隧道初期支护结构,其特征在于:单元骨架为两片钢板首尾搭接成的弧形拱封闭环,单元骨架的横截面中部呈弧形突起,单元骨架沿隧道走向的榀与榀之间采用螺纹钢筋连接成一体,喷射的混凝土包埋着单元骨架和螺纹钢筋。
2.根据权利要求1所述的波纹钢隧道初期支护结构,其特征在于:每榀单元骨架的跨径为4〜12.5m,榀间距为60〜120cm,连接单元骨架的螺纹钢筋直径为20〜24mm,螺纹钢筋的间距为0.8〜1.2m,包埋着单元骨架的混凝土为C20且包埋厚度为5〜10cm,骨架钢板的厚度为4〜7mm,钢板宽度360〜400mm,弧形突起曲率半径7〜15mm。
3.根据权利要求2所述的波纹钢隧道初期支护结构,其特征在于:两片骨架钢板搭接处采用螺栓固定,靠近钢板端部一侧的螺栓孔采用腰型孔,螺纹钢筋与骨架钢板的连接为焊接。
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