CN109404006A - 一种装配式初期支护 - Google Patents

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常帅斌
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李剑波
刘江涛
张双龙
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Abstract

本发明属于软弱围岩隧道工程技术领域，尤其涉及一种装配式初期支护。本发明通过制混填充件和支撑部的组装，使得填充件和支撑部仅用机械连接即可解决问题，使得安装简单。预制填充件，提前达到强度，减少早强喷射混凝土费用，并能有效减少喷射混凝土过程中，隧道空气污染并加快施工进度。通过预留注浆孔洞、锚杆施工孔洞，能够根据实际收敛监测情况，选择是否注浆和锚杆补强，且注浆可以延后施工也不影响掌子面开挖。本发明充分利用了混凝土抗压的性能，能够有效支撑钢拱架在大荷载作用下的平面外稳定。

Description

一种装配式初期支护
技术领域
本发明属于软弱围岩隧道工程技术领域，尤其涉及一种装配式初期支护。
背景技术
根据新奥法的设计思想，软弱围岩初期支护多采用钢拱架+锚杆+喷射混凝土组成的柔性支护，为了兼顾施工速度开挖方式多采用台阶法开挖。
但在传统锚喷过程中，喷射混凝土为了达到速凝的效果，加大添加早强剂的用量，这使得混凝土造价相对较高，同时喷射过程产生较大的噪声与泥污污染，导致隧道内空气恶化，不利于工人健康。尤其在地铁盾构时多采用预制管片安装，但其管片作为主要受力构件，安装过程复杂不适用于大断面隧道开挖。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种安装简单、快速的初期支护；本发明的目的之二是提供一种只通过单一工种即可模块化安装的初期支护；本发明的目的之三是提供一种能够减少在隧道内安装操作时造成环境污染的初期支护。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种装配式初期支护，包括：
至少两支撑部，
填充件，固定在相邻两支撑部之间。
所述的支撑部是由两组挡板和连接两组挡板的支撑板组成。
所述的两组挡板相互平行，且支撑板位于两组挡板之间分别与两组挡板垂直固定。
所述的填充件两端的结构和与其连接的支撑部连接端结构相匹配。
所述的相邻两支撑部之间纵向固定有多组填充件，相邻的上下两填充件之间接触。
所述的填充件是上下底面之间具有贯穿中空腔体的长方体结构，填充件其中两相对侧面分别与相邻两支撑部可拆卸连接，填充件另外两相对侧面上开有由外侧壁贯通至中空腔体的注浆孔。
所述的填充件两相对的侧面具有第二螺栓通孔，支撑部上具有第一螺栓通孔，填充件与支撑部之间通过螺栓经第一螺栓通孔及第二螺栓通孔可拆卸连接；第二螺栓通孔和第一螺栓通孔对应的设置至少一组。
所述的填充件上下底面之间的贯穿中空腔体为长方体结构，使填充件构成四条厚度相同的边。
所述的填充件其中一条设置有注浆孔的侧面外壁设置有拱起的弧形曲面，曲面的曲度为5％～20％。
所述的注浆孔的直径是施工使用锚杆直径的1～2倍；支撑部是工字钢；填充部是预制混凝土块。
本发明的有益效果：
(1)本发明通过两支撑部和预制填充件的组装，使得填充件与两支撑部仅用机械连接即可解决问题，使得安装简单。
(2)本发明通过预制填充件，提前达到混凝土强度，减少早强喷射混凝土费用，并能有效减少喷射混凝土过程中，隧道空气污染并加快施工进度。
(3)本发明通过预留注浆孔洞、锚杆施工孔洞，能够根据实际收敛监测情况，选择是否注浆和锚杆补强，且注浆可以延后施工也不影响掌子面开挖。
(4)本发明充分利用了混凝土抗压的性能，能够有效支撑钢拱架在大荷载作用下的平面外稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明工作状态图；
图2是本发明主视图；
图3是本发明左视图；
图4是本发明装配空间关系图；
图5是本发明俯视图；
图6是本发明钢拱架结构示意图。
图中：1-填充件；2-支撑部；3-第一螺栓通孔；4-注浆孔；5-挡板；6-支撑板；7-第二螺栓通孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示的一种装配式初期支护，一种装配式初期支护，包括：
至少两支撑部2，
填充件1，固定在相邻两支撑部2之间。
在实际使用时，首先张子面开挖，将预制的填充件1运至施工现场，架立支撑部2并定位，逐个放置填充件1于两支撑部2间并固定，每放置一块就将此填充件1与支撑部2固定，然后将锚杆与本发明连接固定，完成装配式初期支护的安装。
本发明通过两支撑部2和填充件1的组装，仅用机械连接即可解决问题，使得安装简单。填充件1提前预制且达到所需强度要求，减少喷射混凝土费用，并能有效减少喷射混凝土过程中，隧道空气污染并加快施工进度。填充件1起到填充拱架间隙、并提供了提供了拱架平面外刚度支撑及约束围岩变形的作用。预制的填充件1的使用，使得通常喷射混凝土需要8h左右才能达到的理想强度，在安装完成时即实现，且在安装过程中不会对施工现场环境造成污染。
实施例2：
如图1所示的一种装配式初期支护，与实施例1不同之处在于：所述的支撑部2是由两组挡板5和连接两组挡板5的支撑板6组成。
优选的是所述的填充件1两端的结构和与其连接的支撑部2连接端结构相匹配。
优选的是所述的相邻两支撑部2之间纵向固定有多组填充件1，相邻的上下两填充件1之间接触。
在实际使用时，支撑部2的结构设置既能保证强度要求，又能使得安装连接方便；相邻两支撑部2之间纵向固定有多组填充件1，便于根据施工现场的环境实际，灵活把握填充件1的填充个数。
实施例3：
如图1所示的一种装配式初期支护，与实施例2不同之处在于：所述的两组挡板5相互平行，且支撑板6位于两组挡板5之间分别与两组挡板5垂直固定。
在实际使用时，两组挡板5和支撑板6的设置方式使得安装更加便利。两组挡板5和支撑板6所形成的空间，较好的将填充件1夹持和固定。
实施例4：
如图1所示的一种装配式初期支护，与实施例1不同之处在于：所述的填充件1是上下底面之间具有贯穿中空腔体的长方体结构，填充件1其中两相对侧面分别与相邻两支撑部2可拆卸连接，填充件1另外两相对侧面上开有由外侧壁贯通至中空腔体的注浆孔4。
在实际使用时，首先张子面开挖，将预制填充件1运至施工现场，架立两支撑部2并定位，逐个放置填充件1于两支撑部2间并可拆卸的固定，每放置一填充件1就将此填充件1与两支撑部2固定，然后根据实际情况选择是否注浆，如果需要注浆，则通过注浆孔4往预制填充件1内进行注浆，再在注浆孔4打设锚杆；如果不需要注浆则直接在注浆孔4在打设锚杆，完成装配式初期支护的安装，使得装配更加便捷。
通过预留注浆孔洞、锚杆施工孔洞，能够根据实际收敛监测情况，选择是否注浆和锚杆补强，且注浆可以延后施工也不影响掌子面开挖。本发明充分利用了混凝土抗压的性能，能够有效支撑支撑部2在大荷载作用下的平面外稳定。
实施例5：
如图1所示的一种装配式初期支护，与实施例4不同之处在于：所述的填充件1两相对的侧面具有第二螺栓通孔7，支撑部2上具有第一螺栓通孔3，填充件1与支撑部2之间通过螺栓经第一螺栓通孔3及第二螺栓通孔7可拆卸连接；第二螺栓通孔7和第一螺栓通孔3对应的设置至少一组。
优选的是所述的填充件1上下底面之间的贯穿中空腔体为长方体结构，使填充件1构成四条厚度相同的边。
优选的是所述的填充件1其中一条设置有注浆孔4的侧面外壁设置有拱起的弧形曲面，曲面的曲度为15％。
优选的是所述的注浆孔4的直径是施工使用锚杆直径的1～2倍；支撑部2是工字钢；填充部1是预制混凝土块。
在实际使用时，第二螺栓通孔7分别对称的设置在预制混凝土块1两相对面上，给现场施工安装带来了便利；填充件1上下底面之间的贯穿中空腔体为长方体结构，使填充件1构成四条厚度相同的边的设计，使得制件便利；注浆孔4的直径设置为施工使用锚杆直径的1～2倍，方便锚杆与填充件1的连接；支撑部2是工字钢，并且可以采用一般隧道工程所用型钢杆，便于选材与施工，既不会影响所需钢拱架的强度，又不会增加施工的成本。在支撑部2与填充件1上的螺栓通孔3相匹配的通孔的设置，使得安装施工的速度得到加快。在实际使用时，可以根据强度需要决定支撑板6是否需要加厚，支撑板6可以采用8～10mm厚常用钢板。
在实际施工时，填充部1是预制混凝土块、支撑部2是工字钢还可采用腹板加厚的工字钢，能够满足施工强度需求，使工程更加安全，取材也便利。在实际使用时，还能够根据需要多组支撑部2之间，用螺栓通过第二螺栓通孔7和第一螺栓通孔3将填充件1可拆卸的连接在相邻两支撑部2之间，满足了各种工况需求。
注浆孔4的侧面外壁设置有拱起的曲面，曲面的设置可以提供一定约束围岩作用，且围岩压力作用在上面时，压力由弧面传导至腹板至拱架内侧翼缘，可以促进拱架稳定。
所述的填充件1其中一条设置有注浆孔4的侧面外壁设置有拱起的弧形曲面，曲面的曲度为15％。在填充件1上设置该曲面，能够保证预制填充件1紧贴围岩，
综上所述，本发明通过预制混填充件1与支撑部2的组装，使得填充件1与支撑部2仅用机械连接即可解决问题，使得安装简单。预制混凝土块，提前达到混凝土强度，减少早强喷射混凝土费用，并能有效减少喷射混凝土过程中，隧道空气污染并加快施工进度。通过预留注浆孔洞、锚杆施工孔洞，能够根据实际收敛监测情况，选择是否注浆和锚杆补强，且注浆可以延后施工也不影响掌子面开挖。本发明充分利用了混凝土抗压的性能，能够有效支撑支撑部2在大荷载作用下的平面外稳定。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式初期支护，其特征在于，包括：
至少两支撑部(2)，
填充件(1)，固定在相邻两支撑部(2)之间。
2.如权利要求1所述的一种装配式初期支护，其特征在于：所述的支撑部(2)是由两组挡板(5)和连接两组挡板(5)的支撑板(6)组成。
3.如权利要求2所述的一种装配式初期支护，其特征在于：所述的两组挡板(5)相互平行，且支撑板(6)位于两组挡板(5)之间分别与两组挡板(5)垂直固定。
4.如权利要求1所述的一种装配式初期支护，其特征在于：所述的填充件(1)两端的结构和与其连接的支撑部(2)连接端结构相匹配。
5.如权利要求1所述的一种装配式初期支护，其特征在于：所述的相邻两支撑部(2)之间纵向固定有多组填充件(1)，相邻的上下两填充件(1)之间接触。
6.如权利要求1或5所述的一种装配式初期支护，其特征在于：所述的填充件(1)是上下底面之间具有贯穿中空腔体的长方体结构，填充件(1)其中两相对侧面分别与相邻两支撑部(2)可拆卸连接，填充件(1)另外两相对侧面上开有由外侧壁贯通至中空腔体的注浆孔(4)。
7.如权利要求6所述的一种装配式初期支护，其特征在于：所述的填充件(1)两相对的侧面具有第二螺栓通孔(7)，支撑部(2)上具有第一螺栓通孔(3)，填充件(1)与支撑部(2)之间通过螺栓经第一螺栓通孔(3)及第二螺栓通孔(7)可拆卸连接；第二螺栓通孔(7)和第一螺栓通孔(3)对应的设置至少一组。
8.如权利要求6所述的一种装配式初期支护，其特征在于：所述的填充件(1)上下底面之间的贯穿中空腔体为长方体结构，使填充件(1)构成四条厚度相同的边。
9.如权利要求6所述的一种装配式初期支护，其特征在于：所述的填充件(1)其中一条设置有注浆孔(4)的侧面外壁设置有拱起的弧形曲面，曲面的曲度为5％～20％。
10.如权利要求6所述的一种新型装配式初期支护，其特征在于：所述的注浆孔(4)的直径是施工使用锚杆直径的1～2倍；支撑部(2)是工字钢；填充部(1)是预制混凝土块。
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