CN211144505U - 一种基于v级围岩复杂地质高铁隧道全断面支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开一种基于V级围岩复杂地质高铁隧道全断面支护结构，能够提高隧道开挖的安全性。所述支护结构，包括：沿隧道长度方向按预定距离间隔平行设置有第一钢拱架、第二钢拱架和第三钢拱架；第一钢拱架、第二钢拱架和第三钢拱架之间通过支撑梁连接固定；所述支撑梁包括第一支撑梁、第二支撑梁、第三支撑梁和第四支撑梁；第一支撑梁和第二支撑梁上下平行设置；第三支架梁和第四支架梁为弧形梁，第三支架梁和第四支架梁的弯曲弧度与所安装位置的隧道侧壁的弧度相适配。本实用新型适用于V级围岩复杂地质隧道的开挖支护。

Description

一种基于V级围岩复杂地质高铁隧道全断面支护结构

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种基于V级围岩复杂地质高铁隧道全断面支护结构。

背景技术

伴随着我国高铁建设的快速发展，深埋隧道工程逐渐出现并增加。隧道穿越高地应力区、断层及遇到软弱围岩时，常产生软弱围岩大变形，由此影响施工安全和施工效率。

发明内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种基于V级围岩复杂地质高铁隧道全断面支护结构，能够保证隧道施工安全。

本实用新型实施例一种基于V级围岩复杂地质高铁隧道全断面支护结构，包括：沿隧道长度方向按预定距离间隔平行设置有第一钢拱架、第二钢拱架和第三钢拱架；第一钢拱架、第二钢拱架和第三钢拱架之间通过支撑梁连接固定；所述支撑梁包括第一支撑梁、第二支撑梁、第三支撑梁和第四支撑梁；第一支撑梁和第二支撑梁上下平行设置，在第一支撑梁上设有第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽，第一卡槽卡设在第一钢拱架上，第二卡槽开设在第二钢拱架上，第三卡槽开设在第三钢拱架上；在第二支撑梁上设有第四卡槽、第五卡槽和第六卡槽，第四卡槽卡设在第一钢拱架上，第五卡槽开设在第二钢拱架上，第六卡槽开设在第三钢拱架上；第三支架梁和第四支架梁为弧形梁，第三支架梁和第四支架梁的弯曲弧度与所安装位置的隧道侧壁的弧度相适配；第三支架梁的第一端固定在第一支撑梁与第一钢拱架的结合处，第二端固定在第二支撑梁与第三钢拱架的结合处，中间部固定在第二钢拱架上；第四支架梁的第一端固定在第二支撑梁与第一钢拱架的结合处，第二端固定在第一支撑梁与第三钢拱架的结合处，中间部固定在第三支撑梁与第二钢拱架的结合处；

在隧道壁中钻设锚索孔；在所述锚索孔中安装锚杆，锚杆的中部为中空结构，锚杆的内锚头处具有通孔，锚杆的内锚头锚固在锚索孔的围岩中；在锚杆中穿设锚索，锚索的锚固段伸出所述锚杆的内锚头的通孔后锚固在锚索孔的围岩中，锚索的自由端位于所述锚杆的杆体内。

可选地，所述的支护结构，还包括：所述锚索的外锚头和所述锚杆的外锚头固定在距离所述锚索和锚杆最近的钢拱架上。

可选地，在钢拱架上开设有通孔，锚索的外锚头和锚杆的外锚头穿过距离所述锚索和锚杆最近的钢拱架上的通孔后用同一垫板固定。

本实施例中，沿隧道长度方向按预定距离间隔平行设置有第一钢拱架、第二钢拱架和第三钢拱架；第一钢拱架、第二钢拱架和第三钢拱架之间通过支撑梁连接固定；所述支撑梁包括第一支撑梁、第二支撑梁、第三支撑梁和第四支撑梁；第一支撑梁和第二支撑梁上下平行设置，在第一支撑梁上设有第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽，第一卡槽卡设在第一钢拱架上，第二卡槽开设在第二钢拱架上，第三卡槽开设在第三钢拱架上；在第二支撑梁上设有第四卡槽、第五卡槽和第六卡槽，第四卡槽卡设在第一钢拱架上，第五卡槽开设在第二钢拱架上，第六卡槽开设在第三钢拱架上；第三支架梁和第四支架梁为弧形梁，第三支架梁和第四支架梁的弯曲弧度与所安装位置的隧道侧壁的弧度相适配；第三支架梁的第一端固定在第一支撑梁与第一钢拱架的结合处，第二端固定在第二支撑梁与第三钢拱架的结合处，中间部固定在第二钢拱架上；第四支架梁的第一端固定在第二支撑梁与第一钢拱架的结合处，第二端固定在第一支撑梁与第三钢拱架的结合处，中间部固定在第三支撑梁与第二钢拱架的结合处，这样，使得相邻的多个钢拱架通过支撑梁连接在一起，提高了支护结构的稳定性和强度，能够保证施工的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1为本实用新型基于V级围岩复杂地质高铁隧道全断面支护结构实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中锚杆及锚索支护结构示意图；

图3为本实用新型实施例中锚杆及锚索支护剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

隧道围岩一般共分为I、II、III、IV、V、VI共6级，一级围岩最好，基本上是整块坚硬的石头；六级围岩最差，基本上是碎散的松软土体。IV级以上围岩为软弱围岩。

参看图1，本实用新型实施例提供一种基于V级围岩复杂地质高铁隧道全断面支护结构，包括：沿隧道长度方向按预定距离间隔平行设置有第一钢拱架14、第二钢拱架15和第三钢拱架16；第一钢拱架14、第二钢拱架15和第三钢拱架16之间通过支撑梁连接固定；所述支撑梁包括第一支撑梁17、第二支撑梁18、第三支撑梁19和第四支撑梁20；第一支撑梁17和第二支撑梁18上下平行设置，在第一支撑梁17上设有第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽，第一卡槽卡设在第一钢拱架14上，第二卡槽开设在第二钢拱架15上，第三卡槽开设在第三钢拱架16上；在第二支撑梁18上设有第四卡槽、第五卡槽和第六卡槽，第四卡槽卡设在第一钢拱架14上，第五卡槽开设在第二钢拱架15上，第六卡槽开设在第三钢拱架16上；第三支架梁19和第四支架梁20为弧形梁，第三支架梁和第四支架梁的弯曲弧度与所安装位置的隧道侧壁的弧度相适配；第三支架梁19的第一端固定在第一支撑梁17与第一钢拱架14的结合处，第二端固定在第二支撑梁18与第三钢拱架16的结合处，中间部固定在第二钢拱架15上；第四支架梁的第一端固定在第二支撑梁18与第一钢拱架14的结合处，第二端固定在第一支撑梁17与第三钢拱架16的结合处，中间部固定在第三支撑梁19与第二钢拱架15的结合处。

通过支撑梁与钢拱架的上述配合连接结构，可防止钢拱架的位置发生偏移和扭转，同时可提高钢拱架的整体结构的稳定性，进一步提高支护的稳定性，从而保证施工的安全性。

参看图2及图3，在一实施例中，所述的支护结构，还包括：在隧道壁2中钻设锚索孔3；在所述锚索孔3中安装锚杆4，锚杆4的中部为中空结构，锚杆4的内锚头处具有通孔，锚杆4的内锚头锚固在锚索孔3的围岩中；在锚杆4中穿设锚索5，锚索5的锚固段伸出所述锚杆的内锚头的通孔后锚固在锚索孔3的围岩中，锚索5的自由端位于所述锚杆4的杆体内。

本实施例中，在锚索孔中安装有锚杆，锚杆中穿设有锚索，锚索的锚固段伸出所述锚杆的内锚头的通孔后锚固在锚索孔的围岩中，锚索的自由端位于所述锚杆的杆体内，这样，通过将锚杆和锚索结合使用在同一锚固位置，一方面可提高锚固力，另一方面，可减少锚杆或锚索失效所带来的风险，从而提高锚固的可靠性，从而防止围岩发生较大的变形。

在一实施例中，锚索具有第一预应力，锚杆具有第二预应力，第一预应力大于第二预应力。本实施例中，锚索的预应力大于锚杆的预应力，当围岩发生形变后，使得锚索拉伸一定程度后，锚杆可为锚索起到让压保护的作用。

进一步地，所述方法还可包括：在锚杆的外锚头处进一步设置让压保护部件，在一个例子中，所述让压保护部件可以是弹簧。在另一个例子中，所述让压保护部件包括第一圆形碟片6和第二圆形碟片7，第一圆形碟片6和第二圆形碟片7均为凹型，由钢板冲压制成，类似内凹的圆形的盘子，第一圆形碟片和第二圆形碟片对扣在一起，锚杆的外锚头穿过第一圆形碟片和第二圆形碟片的中心孔，第一圆形碟片和第二圆形碟片扣合后形成碟片组，在所述碟片组的两侧可设有第一挡板8和第二挡板9，第一挡板8用于贴靠在隧道的内壁上，第二挡板9与锚杆4的外锚头通过螺纹或通过焊接相固定。在第二挡板9外侧设有第三挡板10，用于固定锚索的外端部(即外锚头)。在一实施例中，可直接将第一圆形碟片贴靠在隧道的内壁上以减少第一挡板8使用，节省材料成本，即第一圆形碟片贴靠在隧道的内壁上，第二挡板9与锚杆4的外锚头通过螺纹或通过焊接相固定。在第二挡板9外侧设有第三挡板10，用于固定锚索的外端部(即外锚头)。

当围岩发生较大形变后，第一圆形碟片和/或第二圆形碟片可发生形变，第一圆形碟片的中心向第二圆形碟片的中心靠近，以吸收围岩发生的形变。

所述碟片组可以多个碟片组，多个碟片组串联在锚杆的外锚头处。

进一步地，为提高让压保护效果，第一圆形碟片和第二圆形碟片之间可设有柱状弹簧11。

在一实施例中，所述锚索的外锚头和所述锚杆的外锚头固定在距离所述锚索和锚杆最近的钢拱架上。在一个例子中，钢拱架上开设有通孔，锚索的外锚头和锚杆的外锚头穿过距离所述锚索和锚杆最近的钢拱架上的通孔后用同一垫板固定。锚索的外锚头和锚杆的外锚头穿过距离所述锚索和锚杆最近的钢拱架上并固定，既便于对锚索和锚杆施加预紧力，也可提高钢拱架的稳定性，防止钢拱架下沉。本实施例中，锚杆和锚索的外锚头处可设有至少一组所述碟片组。本实施例中，锚索的外锚头和锚杆的外锚头穿过距离所述锚索和锚杆最近的钢拱架后穿过至少一组所述碟片组后用同一垫板固定，在防止钢拱架下沉的同时，还可提高让压性能。

在一实施例中，锚索的锚固段与锚索孔的围岩的锚固体，与锚杆的内锚头与锚索孔的围岩的锚固体为一体结构。

在进行锚固时，可将混凝土锚固剂注入锚杆内部，通过锚杆上的通孔流出后进入锚索的锚固段与锚索孔之间、以及锚杆的内锚头与锚索孔之间的空隙，混凝土锚固剂凝固后，在锚索的锚固段与锚索孔之间形成第一锚固体12，在锚杆的内锚头与锚索孔之间形成第二锚固体13，第一锚固体和第二锚固体为一体化锚固结构，这样，通过一次注射混凝土锚固剂，可同时形成锚索的锚固段与锚索孔的围岩的锚固体，以及锚杆的内锚头与锚索孔的围岩的锚固体，提高锚固作业效率。

具体地，在本实用新型一实施例中，通过锚杆内部的中空通道注浆，浆液自锚杆的内锚头处的通孔流入所述锚索孔，浆液凝固后在锚索的锚固段与锚索孔的围岩之间形成第一锚固体12，在锚杆的内锚头与锚索孔的围岩之间形成第二锚固体13，第一锚固体和第二锚固体为一体结构。这样，通过一次注射混凝土锚固剂，可同时形成锚索的锚固段与锚索孔的围岩的锚固体，以及锚杆的内锚头与锚索孔的围岩的锚固体，提高锚固作业效率。

在一实施例中，还包括：在每一钢拱架的脚部下方设钢制支撑脚，钢拱架的脚部支撑在所述钢制支撑脚上，相邻钢拱架脚部下方的钢制支撑脚通过槽钢连接固定；在所述钢制支撑脚上，于钢拱架的两侧设有阻挡限位件，在所述阻挡限位件上设有钢拱架脚部位置调节装置；所述钢拱架脚部位置调节装置包括设在所述阻挡限位件上的螺纹孔和穿设在所述螺纹孔中的调节螺栓；或所述钢拱架脚部位置调节装置包括：所述阻挡限位件上靠近钢拱架脚部的一侧的斜坡，和设在所述阻挡限位件的所述斜坡与钢拱架脚部之间楔形块。

通过钢制支撑脚可提高钢拱架的脚部与隧道底部的接触面积，防止钢拱架下沉，影响支护效果。通过钢拱架脚部位置调节装置，可调节钢制支撑脚的位置，从而保证相邻钢拱架之间具有预定的距离。

在一实施例中，仰拱支架与钢拱架上下对应设置，仰拱支架的两端与钢拱架的脚部下方的钢制支撑脚固定连接，以提高钢拱架的稳定性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种基于V级围岩复杂地质高铁隧道全断面支护结构，其特征在于，包括：沿隧道长度方向按预定距离间隔平行设置有第一钢拱架、第二钢拱架和第三钢拱架；第一钢拱架、第二钢拱架和第三钢拱架之间通过支撑梁连接固定；所述支撑梁包括第一支撑梁、第二支撑梁、第三支撑梁和第四支撑梁；第一支撑梁和第二支撑梁上下平行设置，在第一支撑梁上设有第一卡槽、第二卡槽和第三卡槽，第一卡槽卡设在第一钢拱架上，第二卡槽开设在第二钢拱架上，第三卡槽开设在第三钢拱架上；在第二支撑梁上设有第四卡槽、第五卡槽和第六卡槽，第四卡槽卡设在第一钢拱架上，第五卡槽开设在第二钢拱架上，第六卡槽开设在第三钢拱架上；第三支架梁和第四支架梁为弧形梁，第三支架梁和第四支架梁的弯曲弧度与所安装位置的隧道侧壁的弧度相适配；第三支架梁的第一端固定在第一支撑梁与第一钢拱架的结合处，第二端固定在第二支撑梁与第三钢拱架的结合处，中间部固定在第二钢拱架上；第四支架梁的第一端固定在第二支撑梁与第一钢拱架的结合处，第二端固定在第一支撑梁与第三钢拱架的结合处，中间部固定在第三支撑梁与第二钢拱架的结合处；

在隧道壁中钻设锚索孔；在所述锚索孔中安装锚杆，锚杆的中部为中空结构，锚杆的内锚头处具有通孔，锚杆的内锚头锚固在锚索孔的围岩中；在锚杆中穿设锚索，锚索的锚固段伸出所述锚杆的内锚头的通孔后锚固在锚索孔的围岩中，锚索的自由端位于所述锚杆的杆体内；

在锚杆的外锚头处设置有让压保护部件，所述让压保护部件包括第一圆形碟片和第二圆形碟片，第一圆形碟片和第二圆形碟片均为凹型，第一圆形碟片和第二圆形碟片对扣在一起，锚杆的外锚头穿过第一圆形碟片和第二圆形碟片的中心孔，第一圆形碟片和第二圆形碟片扣合后形成碟片组，第一圆形碟片直接贴靠在隧道的内壁上，第二挡板与锚杆的外锚头通过螺纹或通过焊接相固定。

2.根据权利要求1所述的支护结构，其特征在于，还包括：

所述锚索的外锚头和所述锚杆的外锚头固定在距离所述锚索和锚杆最近的钢拱架上。

3.根据权利要求2所述的支护结构，其特征在于，在钢拱架上开设有通孔，锚索的外锚头和锚杆的外锚头穿过距离所述锚索和锚杆最近的钢拱架上的通孔后用同一垫板固定。

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