CN108533296A - 大变形隧道钢架预留变形单元对接结构及施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种大变形隧道钢架预留变形单元对接结构及施工方法，包括B单元钢架，B单元钢架是与隧道初期支护钢架中作为拱顶的A单元钢架的两端相对接的单元钢架，B单元钢架包括弧形的钢架本体和钢架连接板，钢架本体的端部斜向切割有斜口，所述斜口的开口端开设于钢架本体的外侧，斜口的末端延伸至钢架本体的内侧，通过斜口的开设使钢架本体的该端部内外两侧具有1.5‑2.5cm的长度差，钢架连接板与切割斜口后的钢架本体的端部焊接固定。以解决采用常规的施工方法对此类钢架连接进行施工则存在很大的施工风险，还会使得施工风险变得极为不可控，还在一定程度上延长了施工工期等问题。

Description

大变形隧道钢架预留变形单元对接结构及施工方法
技术领域
本发明涉及一种大变形隧道钢架预留变形单元对接结构及施工方法，属于隧道施工领域。
背景技术
随着国内基础设施建设的加快、隧道工程的大量兴建，将不可避免地要应对各种特殊地质引起的大变形，所述大变形指累计最大变形在40cm至120cm，。目前正在施工的丽香铁路宗思隧道开挖揭示为炭质页岩，抗压抗剪强度低、遇水易软化、无自稳能力，也因围岩大变形，尤其上台阶拱脚处变形较集中，待下部开挖后接长后，初期支护钢架分段连接后，各部变形不一致，导致接长后，连接板无法密贴安装，降低了抗剪能力，导致钢架挤压外鼓，这些在很大程度上增大了施工风险。
然而，现有技术中，可供借鉴的施工方法也很少，而采用常规的施工方法对此类钢架连接进行施工则存在很大的施工风险，还会使得施工风险变得极为不可控，还在一定程度上延长了施工工期。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种大变形隧道钢架预留变形单元对接结构及施工方法，以解决采用常规的施工方法对此类钢架连接进行施工则存在很大的施工风险，还会使得施工风险变得极为不可控，还在一定程度上延长了施工工期等问题。
为解决上述问题，拟采用这样一种大变形隧道钢架预留变形单元对接方法，具体方法如下：
步骤一：通过施工现场收集变形规律，确定初期支护钢架变形量，进而确定钢架连接构件预变值；
步骤二：对B单元钢架和C单元钢架连接处的钢架在施工前进行斜口加工，具体方法为：在钢架连接板与钢架本体连接处，以钢架本体的外侧为开口端对钢架本体进行斜口切割，斜口切割至钢架本体的内侧，而后将钢架连接板与切割后的钢架本体端部重新焊接即可，使得钢架本体端部的钢架连接板具有一个新的倾斜角，所述B单元钢架和C单元钢架是隧道初期支护钢架中作为拱顶的A单元钢架下端依次对接的两段钢架，称之为A、B、C等单元钢架是本领域的惯用叫法；
步骤三：隧道开挖并对隧道优先挖好的上部进行初期支护，即安装A单元钢架和B单元钢架；
步骤四：继续开挖隧道，A单元钢架和B单元钢架发生变形并逐渐稳定，而后，当隧道中部开挖完成后，在B单元钢架的下端对接C单元钢架即可，此时，由于A单元钢和B单元钢架发生变形并稳定，B单元钢架和C单元钢架对接时，二者所组成的圆弧圆润平滑。
前述方法中，所述斜口开设于B单元钢架2上。
本发明还提供一种大变形隧道钢架预留变形单元对接结构，包括B单元钢架，B单元钢架是与隧道初期支护钢架中作为拱顶的A单元钢架的两端相对接的单元钢架，B单元钢架包括弧形的钢架本体和钢架连接板，钢架本体的端部斜向切割有斜口，所述斜口的开口端开设于钢架本体的外侧，斜口的末端延伸至钢架本体的内侧，通过斜口的开设使钢架本体的该端部内外两侧具有1.5-2.5cm的长度差，钢架连接板与切割斜口后的钢架本体的端部焊接固定。
与现有技术相比，本发明能够有效解决因单元钢架上部施作后变形，导致连接板斜度减缓，下部接长时，B、C单元钢架对接不匹配的问题，有效确保连接板密贴，钢架组合后更圆顺，提升钢架受力，减少变形，降低了安全风险，对于隧道施工具有极为重要的现实意义。
附图说明
图1是钢架组合图；
图2是B单元钢架在切割斜口后，B、C单元钢架在施工前直接对接时的结构示意图；
图3是B单元钢架在切割斜口前的结构示意图；
图4是B单元钢架在切割斜口后的结构示意图。
其中，附图标记：1-A单元钢架，2-B单元钢架，21-钢架本体(B单元钢架)，22-钢架连接板(B单元钢架)，23-斜口(B单元钢架)，3-C单元钢架，4-D单元钢架，5-E单元钢架，6-F单元钢架，7-渐变预留量，8-复合式衬砌。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
参照附图1至4，施工时即按图1施工，先施工A、B单元钢架，施工完成待结构稳定，B单元钢架的两端会内缩至与图1中C单元钢架上端对接处，本实施例提供一种大变形隧道钢架预留变形单元对接结构，包括B单元钢架2，B单元钢架2是与隧道初期支护钢架中作为拱顶的A单元钢架1的两端相对接的单元钢架，B单元钢架2包括弧形的钢架本体21和钢架连接板22，钢架本体21的端部斜向切割有斜口23(预变钢架外乎斜口)，所述斜口23的开口端开设于钢架本体4的外侧，斜口23的末端延伸至钢架本体4的内侧，通过斜口23的开设使钢架本体21的该端部内外两侧具有1.5-2.5cm的长度差，即斜口23的开口端比尾端宽1.5-2.5cm，钢架连接板22与切割斜口23后的钢架本体21的端部焊接固定。
利用上述结构对大变形隧道钢架预留变形单元进行对接方法如下：
步骤一：通过施工现场收集变形规律，确定初期支护钢架变形量，进而确定钢架连接构件预变值；
步骤二：对B单元钢架2和C单元钢架3连接处的钢架在施工前进行斜口加工，具体方法为：在钢架连接板22与钢架本体21连接处，以钢架本体21的外侧为开口端对钢架本体21进行斜口23的切割(所述钢架本体21的外侧为面向墙体的一侧，内侧指面向通道的一侧)，斜口23切割至钢架本体的内侧，而后，将鱼钢架连接板22相连接的切割掉的钢架本体21部分再从钢架连接板22上切割掉，再将钢架连接板22与切割后的钢架本体21端部重新焊接即可，使得钢架本体21端部的钢架连接板22具有一个新的倾斜角，所述B单元钢架2和C单元钢架3是隧道初期支护钢架中作为拱顶的A单元钢架1下端依次对接的两段钢架，称之为A、B、C等单元钢架是本领域的惯用叫法(B单元钢架2和C单元钢架3在施工前，若未经步骤二加工，二者在对接处的钢架连接板22对接时，二者所组成的圆弧圆润平滑，符合钢架原始加工设计要求)；
步骤三：隧道开挖并对隧道优先挖好的上部进行初期支护，即安装A单元钢架1和B单元钢架2；
步骤四：继续开挖隧道，A单元钢架1和B单元钢架2发生变形并逐渐稳定，而后，当隧道中部开挖完成后，在B单元钢架2的下端对接C单元钢架3即可，此时，由于A单元钢架1和B单元钢架2发生变形并稳定，B单元钢架2和C单元钢架3对接时，二者所组成的圆弧圆润平滑。
实施例2：
参照附图1至4，本实施例提供一种大变形隧道钢架预留变形单元对接方法，具体步骤如下：
步骤一：通过施工现场收集变形规律，确定初期支护钢架变形量，进而确定钢架连接构件预变值；
步骤二：对B单元钢架2和C单元钢架3连接处的钢架在施工前进行斜口加工，可选则对B单元钢架2进行斜口加工，也可选择对C单元钢架3进行斜口加工，或者二者均进行斜口加工，但二者均进行斜口加工并不推荐，加工更为复杂，且增加加工成本，以对B单元钢架2进行斜口加工为例，具体方法为：在钢架连接板22与钢架本体21连接处，以钢架本体21的外侧为开口端对钢架本体21进行斜口的切割(所述钢架本体21的外侧为面向墙体的一侧，内侧指面向通道的一侧)，斜口23切割至钢架本体的内侧，而后，将鱼钢架连接板22相连接的切割掉的钢架本体21部分再从钢架连接板22上切割掉，再将钢架连接板22与切割后的钢架本体21端部重新焊接即可，使得钢架本体21端部的钢架连接板22具有一个新的倾斜角，所述B单元钢架2和C单元钢架3是隧道初期支护钢架中作为拱顶的A单元钢架1下端依次对接的两段钢架，称之为A、B、C等单元钢架是本领域的惯用叫法(B单元钢架2和C单元钢架3在施工前，若未经步骤二加工，二者在对接处的钢架连接板22对接时，二者所组成的圆弧圆润平滑，符合钢架原始加工设计要求)；
步骤三：隧道开挖并对隧道优先挖好的上部进行初期支护，即安装A单元钢架1和B单元钢架2；
步骤四：继续开挖隧道，A单元钢架1和B单元钢架2发生变形并逐渐稳定，而后，当隧道中部开挖完成后，在B单元钢架2的下端对接C单元钢架3即可，此时，由于A单元钢架1和B单元钢架2发生变形并稳定，B单元钢架2和C单元钢架3对接时，二者所组成的圆弧圆润平滑。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种大变形隧道钢架预留变形单元对接方法，其特征在于，具体方法如下：
步骤一：通过施工现场收集变形规律，确定初期支护钢架变形量，进而确定钢架连接构件预变值；
步骤二：对B单元钢架和C单元钢架连接处的钢架在施工前进行斜口加工，具体方法为：在钢架连接板与钢架本体连接处，以钢架本体的外侧为开口端对钢架本体进行斜口切割，斜口切割至钢架本体的内侧，而后将钢架连接板与切割后的钢架本体端部重新焊接即可，使得钢架本体端部的钢架连接板具有一个新的倾斜角，所述B单元钢架和C单元钢架是隧道初期支护钢架中作为拱顶的A单元钢架下端依次对接的两段钢架；
步骤三：隧道开挖并对隧道优先挖好的上部进行初期支护，即安装A单元钢架和B单元钢架；
步骤四：继续开挖隧道，A单元钢架和B单元钢架发生变形并逐渐稳定，而后，当隧道中部开挖完成后，在B单元钢架的下端对接C单元钢架即可，此时，由于A单元钢架和B单元钢架发生变形并稳定，B单元钢架和C单元钢架对接时，二者所组成的圆弧圆润平滑。
2.根据权利要求1所述一种大变形隧道钢架预留变形单元对接方法，其特征在于：所述斜口开设于B单元钢架上。
3.一种大变形隧道钢架预留变形单元对接结构，其特征在于：包括B单元钢架(2)，B单元钢架(2)是与隧道初期支护钢架中作为拱顶的A单元钢架(1)的两端相对接的单元钢架，B单元钢架(2)包括弧形的钢架本体(21)和钢架连接板(22)，钢架本体(21)的端部斜向切割有斜口(23)，所述斜口(23)的开口端开设于钢架本体(4)的外侧，斜口(23)的末端延伸至钢架本体(4)的内侧，通过斜口(23)的开设使钢架本体(21)的该端部内外两侧具有1.5-2.5cm的长度差，钢架连接板(22)与切割斜口(23)后的钢架本体(21)的端部焊接固定。
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