CN206419043U - 一种隧道换拱施工支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种隧道换拱施工支撑结构，包括隧道支护的钢拱架(1)，设置在钢拱架(1)圆心处的基础梁(5)，竖直方向上连接在钢拱架(1)内侧与基础梁(5)之间的竖向支撑(2)，倾斜方向上且对称连接在钢拱架(1)内侧与基础梁(5)之间的两个斜向支撑(3)，水平方向上且对称连接在钢拱架(1)内侧与基础梁(5)之间的两个横向支撑(4)，隧道拱部垂直设置在钢拱架(1)外侧的若干超前注浆导管(7)，以及两侧边墙及拱腰垂直设置在钢拱架(1)外侧的若干径向注浆导管(8)。本实用新具有结构简单、易于安装和拆除、安全性好等优点。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种隧道施工过程中的施工结构，具体涉及一种隧道换拱施工支撑结构。
背景技术：
随着我国高速公路建设的快速发展，在山岭地区修建的公路隧道越来越多，我国在复杂的地质条件下的隧道修建技术也得到了飞速发展，但是山岭地区的特殊地质条件特别是软弱围岩给隧道设计及施工加大了不少难度。在隧道设计中，初支断面均会预留一定的变形空间以确保二衬的厚度，但是在实际施工中，往往由于地层压力、地下水压力或者突发灾害等作用以及施工过程中的人为因素的影响等，导致支护变形过大发生侵限，严重影响后续施工。这时就需要进行换拱处理，但是换拱施工难度大，若处理不当极易出现工程事故。为了避免事故的发生，在拆除已遭破坏初期支护前，必须要对原有的支护系统设立临时支撑，使隧道拱架与临时支撑形成稳定的支撑体系，确保工人施工环境的安全。在工期紧张和安全要求标准高的前提下，工法的安全性和可靠性需要进一步提高，因此在总结以往施工经验的基础上，施工采用一次性全断面拆除衬砌支护的工法，加之进一步加强施工技术措施，从而保证了施工安全，重新施作的衬砌满足设计要求，工法操作简单，便于施工现场施工组织管理。
实用新型内容：
本实用新型为了解决现有特殊地质围岩隧道支护变形过大发生侵限问题，根据现有技术的不足，提供了一种稳定性好，拆除方便的隧道换拱施工支撑结构。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种隧道换拱施工支撑结构，包括隧道支护的钢拱架，设置在钢拱架圆心处的基础梁，竖直方向上连接在钢拱架内侧与基础梁之间的竖向支撑，倾斜方向上且对称连接在钢拱架内侧与基础梁之间的两个斜向支撑，水平方向上且对称连接在钢拱架内侧与基础梁之间的两个横向支撑，隧道拱部垂直设置在钢拱架外侧的若干超前注浆导管，以及两侧边墙及拱腰垂直设置在钢拱架外侧的若干径向注浆导管。
本实用新型进一步的改进在于，隧道支护的钢拱架与原隧道顶面的弧度相同，其长度为5～10m左右。
本实用新型进一步的改进在于，竖向支撑、两个斜向支撑以及两个横向支撑均通过垫板焊接在钢拱架内侧。
本实用新型进一步的改进在于，若干超前注浆导管垂直设置在钢拱架外侧的120°范围内。
本实用新型进一步的改进在于，每个超前注浆导管的内径为42mm，用于超前注浆加固，每个径向注浆导管的内径为42mm，用于径向注浆加固。
本实用新型进一步的改进在于，竖向支撑、斜向支撑及横向支撑均采用I20b型钢加工而成。
本实用新型进一步的改进在于，基础梁采用C20混凝土及刚结构加工而成，其宽为50cm，高为30cm。
本实用新型进一步的改进在于，每个超前注浆导管的长度为6m，相邻两个超前注浆导管的纵向间距为1m，环向间距为0.3m，且每个超前注浆导管的前端呈锥体，管体中部上钻有孔径为6mm的注浆孔，尾部为止浆段，其长度不小于100cm。
本实用新型进一步的改进在于，每个径向注浆导管的长度为6m，相邻两个径向注浆导管的纵向间距0.5m，环向间距1m，且每个径向注浆导管的前端呈锥体，管体中部上钻有孔径为6mm的注浆孔，尾部为止浆段，其长度不小于100cm。
本实用新型具有如下的有益效果：
目前通行的换拱工法一般是整体拆换侵限段，此法存在拆除范围较大、易引发塌方、难以保证作业人员人身安全等弊端；与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型的施工结构在注浆加固隧道开挖轮廓线周围有限空间的围岩前先设置支撑排架，这限制了初期支护在灌浆压力下的继续变形，并将拆除衬砌的影响限制在一榀或两榀钢架范围内，其他区域的衬砌可受到支撑或已经恢复好的初期支护的保护；本实用新型的施工结构可处理因地质条件差、偏压严重等不良地形地质条件而造成初期支护变形过大或破坏而影响结构安全的隧道段，在支撑结构的保护下，施工人员可安全在底部施工，减少了拆除初期支护过程中顶部掉块或塌方的危险。
附图说明：
图1是本实用新型用于隧道换拱施工支撑时的横向截面图。
图中：1、钢拱架；2、竖向支撑；3、斜向支撑；4、横向支撑；5、基础梁；6、垫板；7、超前注浆导管；8、径向注浆导管。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型提供的一种隧道换拱施工支撑结构，包括隧道支护的钢拱架1，设置在钢拱架1圆心处的基础梁5，竖直方向上连接在钢拱架1内侧与基础梁5之间的竖向支撑2，倾斜方向上且对称连接在钢拱架1内侧与基础梁5之间的两个斜向支撑3，水平方向上且对称连接在钢拱架1内侧与基础梁5之间的两个横向支撑4，隧道拱部垂直设置在钢拱架1外侧的若干超前注浆导管7，以及两侧边墙及拱腰垂直设置在钢拱架1外侧的若干径向注浆导管8。
其中，隧道支护钢拱架1与原隧道顶面的弧度相同，其长度一般为5～10m左右；竖向支撑2、斜向支撑3和横向支撑4的基础共同架设于隧道底面的基础梁5上，竖向支撑2、斜向支撑3和横向支撑4的顶部配合垫板6与钢拱架1焊接在一起共同支承住隧道原初期支护的钢拱架；在隧道拱部120°范围采用超前注浆导管7进行超前加固，确保换拱期间上部土体的稳定；两侧边墙及拱腰采用径向注浆导管8进行径向注浆加固，以提高两侧边墙土体弹性抗力系数。
在需要进行换拱处理的隧道侵限下方搭建如图1所示的支撑结构，支撑的基础部位设置在隧道底面的基础梁5上，支护钢拱架1支承住隧道原初期支护的钢拱架。当支撑结构搭建完成后，在隧道拱部环向120°范围内采用超前注浆导管7进行超前加固，两侧边墙及拱腰采用径向注浆导管8进行径向注浆加固。
待支撑和小导管注浆达到强度后方可进行换拱，换拱施工工序由洞口向掌子面逐榀逐段置换，置换后，必须保证初支达到设计厚度，施工时加强监控量测。
其中，竖向支撑2、斜向支撑3及横向支撑4均采用I20b型钢加工而成。竖向支撑2、两个斜向支撑3以及两个横向支撑4均通过垫板6焊接在钢拱架1内侧，垫板6采用钢板作为垫设物，增大接触面积，利于支撑的稳定。
所述基础梁5采用C20混凝土及刚结构加工而成，其宽为50cm，高为30cm。
每个超前注浆导管7的长度为6m，相邻两个超前注浆导管7的纵向间距为1m，环向间距为0.3m，注浆压力为1～2Mpa,每延米设计注浆量为3.5m3，且每个超前注浆导管7的前端呈锥体，管体中部上钻有孔径为6mm的注浆孔，尾部为止浆段，不钻注浆孔，其长度不小于100cm，确保换拱期间上部土体的稳定。
每个径向注浆导管8的长度为6m，相邻两个径向注浆导管8的纵向间距0.5m，环向间距1m，以提高两侧边墙土体弹性抗力系数，且每个径向注浆导管8的前端呈锥体，管体中部上钻有孔径为6mm的注浆孔，尾部为止浆段，不钻注浆孔，其长度不小于100cm，确保换拱期间上部土体的稳定。
本实施例的施工方法和施工结构可避免因隧道灌浆引起围岩松弛、进而结构变形加剧甚至垮塌的风险，有效地保证了施工人员的安全，贯彻了以人为本的理念。本实施例的施工方法可应用到类似隧道、地下结构物等因变形较大而结构尺寸受限项目的修补和加固，具有安全、高效、经济的优点。
上述实施例仅仅是为了进一步阐释和描述本实用新型所提出的优选技术方案，以帮助本领域技术人员进一步理解本实用新型技术方案的核心思想。本领域的普通技术人员在应用本实用新型的过程中，在具体实施方式及细节上所作的非实质性改变(包括结构物形式、变形破坏程度、临时支撑形式等)，均在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种隧道换拱施工支撑结构，其特征在于，包括隧道支护的钢拱架(1)，设置在钢拱架(1)圆心处的基础梁(5)，竖直方向上连接在钢拱架(1)内侧与基础梁(5)之间的竖向支撑(2)，倾斜方向上且对称连接在钢拱架(1)内侧与基础梁(5)之间的两个斜向支撑(3)，水平方向上且对称连接在钢拱架(1)内侧与基础梁(5)之间的两个横向支撑(4)，隧道拱部垂直设置在钢拱架(1)外侧的若干超前注浆导管(7)，以及两侧边墙及拱腰垂直设置在钢拱架(1)外侧的若干径向注浆导管(8)。
2.根据权利要求1所述的一种隧道换拱施工支撑结构，其特征在于，隧道支护的钢拱架(1)与原隧道顶面的弧度相同，其长度为5～10m左右。
3.根据权利要求1所述的一种隧道换拱施工支撑结构，其特征在于，竖向支撑(2)、两个斜向支撑(3)以及两个横向支撑(4)均通过垫板(6)焊接在钢拱架(1)内侧。
4.根据权利要求1所述的一种隧道换拱施工支撑结构，其特征在于，若干超前注浆导管(7)垂直设置在钢拱架(1)外侧的120°范围内。
5.根据权利要求1所述的一种隧道换拱施工支撑结构，其特征在于，每个超前注浆导管(7)的内径为42mm，用于超前注浆加固，每个径向注浆导管(8)的内径为42mm，用于径向注浆加固。
6.根据权利要求1所述的一种隧道换拱施工支撑结构，其特征在于，竖向支撑(2)、斜向支撑(3)及横向支撑(4)均采用I20b型钢加工而成。
7.根据权利要求1所述的一种隧道换拱施工支撑结构，其特征在于，基础梁(5)采用C20混凝土及刚结构加工而成，其宽为50cm，高为30cm。
8.根据权利要求1所述的一种隧道换拱施工支撑结构，其特征在于，每个超前注浆导管(7)的长度为6m，相邻两个超前注浆导管(7)的纵向间距为1m，环向间距为0.3m，且每个超前注浆导管(7)的前端呈锥体，管体中部上钻有孔径为6mm的注浆孔，尾部为止浆段，其长度不小于100cm。
9.根据权利要求1所述的一种隧道换拱施工支撑结构，其特征在于，每个径向注浆导管(8)的长度为6m，相邻两个径向注浆导管(8)的纵向间距0.5m，环向间距1m，且每个径向注浆导管(8)的前端呈锥体，管体中部上钻有孔径为6mm的注浆孔，尾部为止浆段，其长度不小于100cm。
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| CN108386219A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-08-10 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 一种隧道支护结构的支撑系统及操作方法 |
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| CN108386219A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-08-10 | 招商局重庆交通科研设计院有限公司 | 一种隧道支护结构的支撑系统及操作方法 |
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