CN114320362A - 一种复杂区穿山公路隧道初支结构及支护方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种复杂区穿山公路隧道初支结构及支护方法，属于隧道工程的领域，其包括初喷混凝土层、锚杆、钢筋网、拱架以及复喷混凝土层，所述拱架包括多个钢架段，所述钢架段两端均设置有连接板，相邻两个所述钢架段之间的连接板密贴，相邻两个所述钢架段之间的连接板通过螺栓连接，所述初喷混凝土层内预埋有连接箱，螺栓连接的两个连接板插设固接于同一连接箱内。本申请增强了初支结构的结构强度。
Description
技术领域
本申请涉及隧道工程的领域，尤其是涉及一种复杂区穿山公路隧道初支结构及支护方法。
背景技术
隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。
目前，隧道初期支护通常采用喷锚支护，根据围岩特点、断面大小和使用条件等选择喷射混凝土、锚杆、钢筋网和拱架等单一或组合的支护形式。
针对上述中的相关技术，发明人认为隧道初支结构中拱架与初喷混凝土层之间接触不紧密，初支结构整体的结构强度低。
发明内容
为了增强初支结构的结构强度，本申请提供一种复杂区穿山公路隧道初支结构及支护方法。
第一方面，本申请提供一种复杂区穿山公路隧道初支结构，采用如下的技术方案：
一种复杂区穿山公路隧道初支结构，包括初喷混凝土层、锚杆、钢筋网、拱架以及复喷混凝土层，其特征在于：所述拱架包括多个钢架段，所述钢架段两端均设置有连接板，相邻两个所述钢架段之间的连接板密贴，相邻两个所述钢架段之间的连接板通过螺栓连接，所述初喷混凝土层内预埋有连接箱，螺栓连接的两个连接板插设固接于同一连接箱内。
通过采用上述技术方案，通过插杆插设于插孔内将连接板与连接箱固接，从而增强了拱架与初喷混凝土层之间的连接，增强了初支结构整体的结构强度，从而增强初支结构整体的支撑效果。
可选的，所述连接箱朝向复喷混凝土层的一面与初喷混凝土层朝向复喷混凝土层的一面齐平，所述钢架段紧贴于初喷混凝凝土层。
通过采用上述技术方案，通过将连接板靠近围岩的一侧插设于连接箱内，使钢架段与初喷混凝土层能够紧密贴合，使拱架支撑初喷混凝土层，增强初支结构整体的支撑效果。
可选的，所述连接箱内设置有插杆，所述连接板上设置有插孔，所述插杆插设于插孔中，所述连接箱内还设置有推动插杆插设于插孔中的弹性件。
通过采用上述技术方案，通过弹性件弹性抵紧插杆，使插杆稳定插设于插孔内，增强了连接板与连接箱连接的稳定性。
可选的，每个所述插杆朝向复喷混凝土层的一侧均设置有便于连接板插入的弧形面，所述连接板远离复喷混凝土层的一侧设置有与弧形面相适配的斜面。
通过采用上述技术方案，当连接板插入连接箱时，斜面与弧形面相抵接，随着连接板的深入，连接板推动插杆向滑移孔内滑移，弹性件弹性压缩；直至连接板移动至插孔与插杆相对应，在弹性件的弹性推动下插杆插设于插孔内，从而将连接板固定在连接箱上，方便快捷。并且，通过先将拱架的各连接板对应插入相应的连接箱内，实现各钢架段的预安装，然后使用螺栓将相互贴合的连接板固接，完成拱架的安装，方便快捷，提高了拱架安装的安装效率。
可选的，所述连接箱上设置有橡胶垫，所述橡胶垫位于连接箱的侧壁上。
通过采用上述技术方案，在工作人员进行初喷混凝土操作前，在围岩上开设四个用于安装连接箱的安装孔，然后将连接箱套设有橡胶垫的一端插入安装孔内，使橡胶垫弹性抵紧安装孔的内壁，从而将连接箱预安装在安装孔内，方便快捷。
可选的，所述连接箱的周壁上固接有加强钉，所述加强顶预埋于初喷混凝土内。
通过采用上述技术方案，通过预埋在初喷混凝土层内的加强钉，增强了连接箱与初喷混凝土层之间的连接强度，增强了连接箱的稳定性。
可选的，所述连接板固接钢架段的一面垂直固接有固定板，所述固定板通过螺栓或螺钉固接在连接箱上。
通过采用上述技术方案，增强了拱架与连接箱之间的连接强度，从而增强初支结构整体的结构强度。
第二方面，本申请提供一种复杂区穿山公路隧道支护方法，采用如下的技术方案：
一种复杂区穿山公路隧道支护方法，包括以下步骤：
S1、安装连接箱，隧道开挖出渣完成后，在隧道周侧的围岩上开设多个安装孔，然后将连接箱部分插设于安装孔内，连接箱设有开口的一面朝向安装孔外，并使用遮挡件遮挡连接箱背离安装孔孔底的一面；
S2、初喷混凝土，在隧道周侧的围岩上喷一层混凝土，直至初喷混凝土层与连接箱设有开口的端面齐平，然后取下遮挡件；
S3、锚杆支护，采用多个锚杆对围岩进行径向钻孔注浆加固；
S4、铺设钢筋网，并将钢筋网与多个锚杆固接；
S5、安装拱架，将钢架段连接板均插设于连接箱中，通过插杆插设于插孔中完成各钢架段的预安装，然后使用螺栓将相互贴合的两个连接板固接，再使用螺栓或螺钉将固定板固接在连接箱上；
S6、复喷混凝土，喷射混凝土将拱架和钢筋网埋设于复喷混凝土层内。
可选的，所述遮挡件包括遮挡板，所述遮挡板一面固接有插块，所述遮挡板另一面固接有把手。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.通过插杆插设于插孔内将连接板与连接箱固接，从而增强了拱架与初喷混凝土层之间的连接，增强了初支结构整体的结构强度，从而增强初支结构整体的支撑效果；
2.通过将连接板靠近围岩的一侧插设于连接箱内，使钢架段与初喷混凝土层能够紧密贴合，使拱架支撑初喷混凝土层，增强初支结构整体的支撑效果；
3.提高了拱架安装的安装效率。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种复杂区穿山公路隧道初支结构的结构示意图。
图2是拱架的结构示意图。
图3是图2中A部分的放大示意图。
图4是为展示连接箱内部结构所作的剖视图。
图5是遮挡件的结构示意图。
附图标记说明：1、围岩；10、安装孔；2、初喷混凝土层；3、锚杆；4、钢筋网；5、拱架；51、钢架段；52、连接板；521、通孔；522、插孔；523、斜面；53、固定板；6、复喷混凝土层；7、连接箱；71、橡胶垫；72、加强钉；73、滑移孔；74、插杆；741、弧形面；75、限位板；76、弹性件；77、封闭板；8、遮挡件；81、遮挡板；82、插块；83、把手。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种复杂区穿山公路隧道初支结构。参照图1和图2，一种复杂区穿山公路隧道初支结构，包括喷射在围岩1上的初喷混凝土层2、径向穿设固接在围岩1上的锚杆3、铺设在初喷混凝土层2上的钢筋网4、支撑在初喷混凝土面上的拱架5和复喷混凝土层6，钢筋网4和拱架5均埋设于复喷混凝土层6内。
参照图2和图3，拱架5包括五节钢架段51，钢架段51为经过冷弯法而形成的弧形工字钢。钢架段51的两个端面分别焊接有一连接板52，连接板52为一板面大于钢架段51端面的矩形板，且连接板52的板面与钢架段51的端面平行。每个连接板52上均开设有四个供螺栓穿设的通孔521。隧道开挖的前进方向为前方，四个通孔521均匀分布在钢架段51的前后两侧，且四个通孔521呈矩形状分布在连接板52的板面上。相邻两个钢架段51之间的两个连接板52紧密贴合，且通过四个螺栓固接。
参照图1和图4，一种复杂区穿山公路隧道初支结构还包括用于增强拱架5与初喷混凝土层2之间连接的四个连接箱7，四个连接箱7均埋设于初喷混凝土层2内，且四个连接箱7沿洞身的周向均匀分布，四个连接箱7分别对应五个钢架段51的四个连接处。连接板52靠近围岩1的一侧突出于钢架段51靠近围岩1的一侧，连接板52靠近围岩1的一侧插设固接于连接箱7内。
具体的，参照图1和图4，围岩1上设置有用于安装四个连接箱7的四个安装孔10，安装孔10的深度小于连接箱7的长度。连接箱7远离复喷混凝土层6的一端插设于围岩1中，连接箱7靠近复喷混凝土层6的一端埋设于初喷混凝土层2内，且连接箱7远离围岩1的端面与初喷混凝土层2背离围岩1的一面齐平。连接箱7四侧的侧壁上均粘接有一层橡胶垫71，橡胶垫71位于连接箱7远离复喷混凝土层6的一端。橡胶垫71背离连接箱7的一侧弹性抵接在安装孔10的孔壁上。
在工作人员进行初喷混凝土操作前，在围岩1上开设四个用于安装连接箱7的安装孔10，然后将连接箱7套设有橡胶垫71的一端插入安装孔10内，从而将连接箱7预安装在安装孔10内。
参照图1和图4，连接箱7靠近复喷混凝土层6的一端的四个侧壁上均设置有多个加强钉72，加强钉72垂直固接在连接箱7的侧壁上，加强钉72埋设于初喷混凝土层2内，增强了连接箱7与初喷混凝土层2之间的连接强度。
参照图1和图2，连接箱7靠近复喷混凝土层6的端面上设置有开口，连接板52靠近围岩1的一侧通过该开口插设于连接箱7内。从而使钢架段51与初喷混凝土层2紧密贴合，从而增加初支结构整体的结构强度。
参照图3和图4，每个连接板52靠近围岩1的板面上均设置有两个插孔522，且两个插孔522的排布方向平行于隧道开挖的前进方向。连接箱7相对的两个侧壁上分别设置有两个滑移孔73，滑移孔73均为盲孔。滑移孔73的轴线方向平行于插孔522的轴线方向，每个滑移孔73均对应于一个插孔522。每个滑移孔73内均滑移设置有一插杆74，插杆74为一圆杆，插杆74的轴线方向平行于滑移孔73的轴线方向，插杆74的直径小于滑移孔73的孔径，插杆74靠近滑移孔73孔口的一侧固接有一限位板75，限位板75为一与滑移孔73截面相适配的圆板，插杆74远离限位板75的一端滑移穿设于滑移孔73的孔底，且插杆74远离限位板75的一端插设于插孔522内。
参照图3和图4，为了增强插杆74的稳定性，每个滑移孔73内均设置有用于抵紧插杆74插设于插孔522内的弹性件76，在本实施例中弹性件76为压缩弹簧，在其他实施例中弹性件76还可为塑胶弹性件。每个滑移孔73的孔口处均盖设有一封闭板77，封闭板77通过螺钉固接在连接箱7上。弹性件76的两端分别弹性抵紧于限位板75和密封板，从而使插杆74稳定插设于插孔522内。
参照图3和图4，为了便于连接板52插入连接箱7内，插杆74远离限位板75的一端设置有弧形面741，且弧形面741朝向钢架段51。连接板52靠近围岩1的一侧设置有与弧形面741相适配的斜面523。当连接板52插入连接箱7时，斜面523与弧形面741相抵接，随着连接板52的深入，连接板52推动插杆74向滑移孔73内滑移，弹性件76弹性压缩；直至连接板52移动至插孔522与插杆74相对应，在弹性件76的弹性推动下插杆74插设于插孔522内，从而将连接板52固定在连接箱7上。为了进一步增强拱架5与连接箱7的连接强度，连接板52焊接钢架段51的一面垂直焊接有两个固定板53，两个固定板53分布在钢架段51的前后两侧，固定板53靠近围岩1一侧的板面与连接箱7靠近复喷混凝土层6的端面齐平，且固定板53通过螺栓与连接箱7固接。
本申请实施例一种复杂区穿山公路隧道初支结构的实施原理为：通过将连接板52靠近围岩1的一侧插设于连接箱7内，使钢架段51与初喷混凝土层2能够紧密贴合，使拱架5支撑初喷混凝土层2，增强初支结构整体的支撑效果。安装拱架5时，通过先将拱架5的各连接板52对应插入相应的连接箱7内，实现各钢架段51的预安装，然后使用螺栓将相互贴合的连接板52固接，完成拱架5的安装，方便快捷，提高了拱架5安装的安装效率。通过插杆74插设于插孔522内将连接板52与连接箱7固接，从而增强了拱架5与初喷混凝土层2之间的连接，增强了初支结构整体的结构强度，从而增强了初支结构整体的支撑效果。
本申请实施例还公开一种复杂区穿山公路隧道支护方法。一种复杂区穿山公路隧道支护方法，包括一下步骤：
S1、安装连接箱7，隧道开挖出渣完成后，在隧道周侧的围岩1上开设四个安装孔10，然后将连接箱7部分插设于安装孔10内，连接箱7设有开口的一面朝向安装孔10外，并使用遮挡件8遮挡连接箱7背离安装孔10孔底的一面；
参照图5，遮挡件8包括遮挡板81，遮挡板81一面固接有用于插设于连接箱7开口内的插块82，遮挡板81背离插块82的一面固接有把手83。
S2、初喷混凝土，在隧道周侧的围岩1上喷一层混凝土，直至初喷混凝土层2与连接箱7设有开口的端面齐平，然后取下遮挡件8；
S3、锚杆3支护，采用多个锚杆3对围岩1进行径向钻孔注浆加固；
S4、铺设钢筋网4，并将钢筋网4与多个锚杆3固接；
S5、安装拱架5，将钢架段51连接板52均插设于连接箱7中，通过插杆74插设于插孔522中完成各钢架段51的预安装，然后使用螺栓将相互贴合的两个连接板52固接，再使用螺栓或螺钉将固定板53固接在连接箱7上；
S6、复喷混凝土，喷射混凝土将拱架5和钢筋网4埋设于复喷混凝土层6内。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种复杂区穿山公路隧道初支结构，包括初喷混凝土层(2)、锚杆(3)、钢筋网(4)、拱架(5)以及复喷混凝土层(6)，其特征在于：所述拱架(5)包括多个钢架段(51)，所述钢架段(51)两端均设置有连接板(52)，相邻两个所述钢架段(51)之间的连接板(52)密贴，相邻两个所述钢架段(51)之间的连接板(52)通过螺栓连接，所述初喷混凝土层(2)内预埋有连接箱(7)，螺栓连接的两个连接板(52)插设固接于同一连接箱(7)内。
2.根据权利要求1所述的一种复杂区穿山公路隧道初支结构，其特征在于：所述连接箱(7)朝向复喷混凝土层(6)的一面与初喷混凝土层(2)朝向复喷混凝土层(6)的一面齐平，所述钢架段(51)紧贴于初喷混凝土层(2)。
3.根据权利要求2所述的一种复杂区穿山公路隧道初支结构，其特征在于：所述连接箱(7)内设置有插杆(74)，所述连接板(52)上设置有插孔(522)，所述插杆(74)插设于插孔(522)中，所述连接箱(7)内还设置有用推动插杆(74)插设于插孔(522)中的弹性件(76)。
4.根据权利要求3所述的一种复杂区穿山公路隧道初支结构，其特征在于：每个所述插杆(74)朝向复喷混凝土层(6)的一侧均设置有便于连接板(52)插入的弧形面(741)，所述连接板(52)远离复喷混凝土层(6)的一侧设置有与弧形面(741)相适配的斜面(523)。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的一种复杂区穿山公路隧道初支结构，其特征在于：所述连接箱(7)上设置有橡胶垫(71)，所述橡胶垫(71)位于连接箱(7)的周壁上。
6.根据权利要求5所述的一种复杂区穿山公路隧道初支结构，其特征在于：所述连接箱(7)的周壁上固接有加强钉(72)，所述加强钉(72)预埋于初喷混凝土层(2)。
7.根据权利要求5所述的一种复杂区穿山公路隧道初支结构，其特征在于：所述连接板(52)固接钢架段(51)的一面垂直固接有固定板(53)，所述固定板(53)通过螺栓或螺钉固接在连接箱(7)上。
8.一种复杂区穿山公路隧道支护方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、安装连接箱(7)，隧道开挖出渣完成后，在隧道周侧的围岩(1)上开设多个安装孔(10)，然后将连接箱(7)部分插设于安装孔(10)内，连接箱(7)设有开口的一面朝向安装孔(10)外，并使用遮挡件(8)遮挡连接箱(7)背离安装孔(10)孔底的一面；
S2、初喷混凝土，在隧道周侧的围岩(1)上喷一层混凝土，直至初喷混凝土层(2)与连接箱(7)设有开口的端面齐平，然后取下遮挡件(8)；
S3、锚杆(3)支护，采用多个锚杆(3)对围岩(1)进行径向钻孔注浆加固；
S4、铺设钢筋网(4)，并将钢筋网(4)与多个锚杆(3)固接；
S5、安装拱架(5)，将连接板(52)均插设于连接箱(7)中，通过插杆(74)插设于插孔(522)中完成各钢架段(51)的预安装，然后使用螺栓将相互贴合的两个连接板(52)固接，再使用螺栓或螺钉将固定板(53)固接在连接箱(7)上；
S6、复喷混凝土，喷射混凝土将拱架(5)和钢筋网(4)埋设于复喷混凝土层(6)内。
9.根据权利要求8所述的一种复杂区穿山公路隧道支护方法，其特征在于：所述遮挡件(8)包括遮挡板(81)，所述遮挡板(81)一面固接有插块(82)，所述遮挡板(81)另一面固接有把手(83)。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114320362B (zh) | 2024-04-09 |
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