CN215860227U - 一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构，涉及隧道施工领域，包括从斜井到正洞依次设置且用于支撑的若干排斜井初支单排钢架、斜井初支双排钢架、门字形拱架、门字形双排钢架、门字形单排钢架和主洞初支拱架，所述斜井初支单排钢架、斜井初支双排钢架和门字形拱架通过连接钢筋联系，依次用于支撑斜井和斜井进正洞的导坑斜井段，所述门字形双排钢架和门字形单排钢架通过主洞初支拱架联系，用于支撑导坑主洞。该挑顶结构不仅充分考虑斜井进正洞交叉口位置的特殊危险位置，进行特殊处理加固，系统性强，施工灵活性高。并且所用钢架制作简单，运输方便，施工便捷；部分结构为永久性支护体，有效保障隧道施工安全，减少拆卸工作量。

Description

一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构

技术领域

本实用新型涉及隧道施工领域，具体为一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构。

背景技术

随着国家基础建设稳步发展，穿山的铁路和公路隧道建造长度越来越长，常设置斜井、竖井等辅助通道。斜井与隧道洞身交叉处为异型断面、跨度大，开挖后极易引起围岩应力重新分布，局部产生应力集中而发生掉块、坍塌，必须加强技术方案的优化确保施工安全。

斜井转正洞的挑顶结构以适应性强、承载力高、施工简便等特点被广泛应用在交叉隧道施工技术领域中。实际应用过程中，斜井与主洞交叉口结构相当复杂，所采用的支护构件呈复杂曲线形状，制作工艺麻烦，安装不方便；此外，在软弱围岩地层中，斜井进正洞拱顶和交汇处断面承载能力要求高，挑顶结构的强度和稳定性都需要密切关注。

另外，在软弱围岩地层中为控制开挖扰动对围岩的稳定性影响，采用小导坑施工进正洞，而目前所提出的一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构较少，故亟需进一步探明。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构，该挑顶结构不仅充分考虑斜井进正洞交叉口位置的特殊危险位置，进行特殊处理加固，系统性强，施工灵活性高。并且所用钢架制作简单，运输方便，施工便捷；部分结构为永久性支护体，有效保障隧道施工安全，减少拆卸工作量。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构，包括从斜井到正洞依次设置且用于支撑的若干排斜井初支单排钢架、斜井初支双排钢架、门字形拱架、门字形双排钢架、门字形单排钢架和主洞初支拱架，所述斜井初支单排钢架、斜井初支双排钢架和门字形拱架通过连接钢筋联系，依次用于支撑斜井和斜井进正洞的导坑斜井段，所述门字形双排钢架和门字形单排钢架通过主洞初支拱架联系，用于支撑导坑主洞。

优选地，若干所述斜井初支单排钢架均包括斜井初支单排钢架拱梁和两根斜井初支单排钢架立柱，所述斜井初支单排钢架拱梁的两端分别连接有斜井初支单排钢架立柱，两根所述斜井初支单排钢架立柱的另一端延伸进入到斜井洞底，用于支撑稳定斜井初支单排钢架拱梁，所述斜井初支单排钢架立柱的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管，锁脚锚管的另一端延伸进入到斜井侧壁，所述斜井初支单排钢架拱梁通过连接钢筋与所述斜井初支双排钢架联系。

优选地，所述斜井初支双排钢架至少设置一排，所述斜井初支双排钢架均包括斜井初支双排钢架拱梁和两根斜井初支双排钢架立柱，所述斜井初支双排钢架拱梁的两端分别连接有斜井初支双排钢架立柱，两根所述斜井初支双排钢架立柱的另一端延伸进入到斜井洞底，用于支撑稳定斜井初支双排钢架拱梁，所述斜井初支双排钢架立柱的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管，锁脚锚管的另一端延伸进入到斜井侧壁；

所述斜井初支双排钢架拱梁和若干所述斜井初支单排钢架拱梁通过连接钢筋与所述斜井初支单排钢架拱梁联系，一起用于支撑斜井洞顶。

优选地，若干所述门字形拱架均包括门字形拱架拱梁和两根门字形拱架立柱，所述门字形拱架拱梁的两端分别连接有门字形拱架立柱，两根所述门字形拱架立柱的另一端延伸至斜井进正洞的导坑斜井段洞底，用于支撑稳定门字形拱架拱梁，所述门字形拱架立柱的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管，锁脚锚管的另一端延伸进入到导坑斜井段的侧壁；

若干所述门字形拱架拱梁通过连接钢筋与所述斜井初支双排钢架联系，用于支撑导坑斜井段的洞顶。

优选地，若干所述门字形单排钢架均包括门字形单排横梁和两根门字形单排钢架立柱，所述门字形单排横梁的两端分别连接有门字形单排钢架立柱，所述门字形单排钢架立柱的另一端分别延伸进入到导坑主洞的洞底，用于支撑稳定门字形单排横梁，所述门字形单排钢架立柱的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管，锁脚锚管的另一端延伸进入到导坑主洞的侧壁；

若干所述主洞初支拱架均布设置且将若干门字形单排横梁依次连接在一起，若干所述主洞初支拱架远离所述门字形单排横梁的一侧分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管，锁脚锚管的另一端也延伸进入到导坑主洞的侧壁。

本实用新型的有益效果是：该挑顶结构能够有效保障斜井转入正洞施工过程中的安全，该挑顶结构包括从斜井到正洞依次设置且用于支撑的若干排斜井初支单排钢架、斜井初支双排钢架、门字形拱架、门字形双排钢架、门字形单排钢架和主洞初支拱架，其中斜井初支单排钢架、斜井初支双排钢架和门字形拱架通过连接钢筋联系，依次用于支撑斜井和斜井进正洞的导坑斜井段，并且门字形双排钢架和门字形单排钢架通过主洞初支拱架联系，用于支撑导坑主洞。该挑顶结构不仅充分考虑斜井进正洞交叉口位置的特殊危险位置，进行特殊处理加固，系统性强，施工灵活性高。并且所用钢架制作简单，运输方便，施工便捷；部分结构为永久性支护体，有效保障隧道施工安全，减少拆卸工作量。

附图说明

图1为本实用新型一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构的工程运用示意图；

图3为本实用新型一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构的斜井段结构示意图；

图4为本实用新型一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构的导坑斜井段结构示意图；

图5为本实用新型一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构的导坑主洞段结构示意图；

图中，1-斜井初支单排钢架，2-连接钢筋，3-锁脚锚管，4-斜井初支双排钢架，5-门字形拱架，6-门字形双排钢架，7-门字形单排钢架，8-主洞初支拱架，101-斜井初支单排钢架拱梁，102-斜井初支单排钢架立柱，401-斜井初支双排钢架拱梁，402-斜井初支双排钢架立柱，501-门字形拱架拱梁，502-门字形拱架立柱，701-门字形单排横梁，702-门字形单排钢架立柱。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1至图5所示，一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构，包括从斜井到正洞依次设置且用于支撑的若干排斜井初支单排钢架1、斜井初支双排钢架4、门字形拱架5、门字形双排钢架6、门字形单排钢架7和主洞初支拱架8，斜井初支单排钢架1、斜井初支双排钢架4和门字形拱架5通过连接钢筋2联系，依次用于支撑斜井和斜井进正洞的导坑斜井段，门字形双排钢架6和门字形单排钢架7通过主洞初支拱架8联系，用于支撑导坑主洞。其中设计的若干斜井初支单排钢架1均包括斜井初支单排钢架拱梁101和两根斜井初支单排钢架立柱102，斜井初支单排钢架拱梁101的两端分别连接有斜井初支单排钢架立柱102，两根斜井初支单排钢架立柱102的另一端延伸进入到斜井洞底，用于支撑稳定斜井初支单排钢架拱梁101，斜井初支单排钢架立柱102的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管3，锁脚锚管3的另一端延伸进入到斜井侧壁，斜井初支单排钢架拱梁101通过连接钢筋2与斜井初支双排钢架4联系；同时斜井初支双排钢架4至少设置一排，斜井初支双排钢架4均包括斜井初支双排钢架拱梁401和两根斜井初支双排钢架立柱402，斜井初支双排钢架拱梁401的两端分别连接有斜井初支双排钢架立柱402，两根斜井初支双排钢架立柱402的另一端延伸进入到斜井洞底，用于支撑稳定斜井初支双排钢架拱梁401，斜井初支双排钢架立柱402的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管3，锁脚锚管3的另一端延伸进入到斜井侧壁；斜井初支双排钢架拱梁401和若干斜井初支单排钢架拱梁101通过连接钢筋2与斜井初支单排钢架拱梁101联系，一起用于支撑斜井洞顶；并且若干门字形拱架5均包括门字形拱架拱梁501和两根门字形拱架立柱502，门字形拱架拱梁501的两端分别连接有门字形拱架立柱502，两根门字形拱架立柱502的另一端延伸至斜井进正洞的导坑斜井段洞底，用于支撑稳定门字形拱架拱梁501，门字形拱架立柱502的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管3，锁脚锚管3的另一端延伸进入到导坑斜井段的侧壁；若干门字形拱架拱梁501通过连接钢筋2与斜井初支双排钢架4联系，用于支撑导坑斜井段的洞顶；还有就是若干门字形单排钢架7均包括门字形单排横梁701和两根门字形单排钢架立柱702，门字形单排横梁701的两端分别连接有门字形单排钢架立柱702，门字形单排钢架立柱702的另一端分别延伸进入到导坑主洞的洞底，用于支撑稳定门字形单排横梁701，门字形单排钢架立柱702的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管3，锁脚锚管3的另一端延伸进入到导坑主洞的侧壁；若干主洞初支拱架8均布设置且将若干门字形单排横梁701依次连接在一起，若干主洞初支拱架8远离门字形单排横梁701的一侧分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管3，锁脚锚管3的另一端也延伸进入到导坑主洞的侧壁。

进一步的，该挑顶结构在施工过程具体运用时，结合斜井转入主隧道钢架施工进行说明，如图2所示：

Step1、斜井钢架施做工艺，如图3所示：

爆破开挖斜井段隧道土体并施做初期支护，在进入主隧道前5榀初支钢架范围内斜井初期支护进行加强，采用I14斜井初支单排钢架1代替原有的初支钢架，斜井初支单排钢架1与围岩的固定均采用L=3.5m，φ42锁脚锚管3，每榀4根；

为加强交叉口段围岩支护，施工至斜井与主隧道边墙交接处，架立最后一榀斜井初支钢架，采用I14斜井初支双排钢架4。斜井初支单排钢架1之间，及与斜井初支双排钢架4间采用φ22mm连接钢筋2焊接固定，斜井初支双排钢架4必须落脚在稳固基岩上，必要时可在斜井初支双排钢架4下方设置混凝土支墩以增加其稳定性。

Step2、斜井进正洞之导坑斜井段钢架施做工艺，如图4所示：

斜井进入主洞施工，为减少开挖对围岩的扰动，采用“门字形”导坑先行施工。首先沿斜井与主隧道初支相交处、垂直于主隧道中线方向上，开挖400cm宽“门字形”导坑，采用I14门字形拱架5，门字形拱架5的间距为1.0米/榀；门字形拱架5与围岩的固定均采用L=3.5m，φ42锁脚锚管3，每榀4根；

本实施例中第1至4#门字形拱架5拱顶的门字形拱架拱梁501为弧形，与斜井拱顶相适应，斜井初支采用喷射C25混凝土厚20cm。

Step3、斜井进正洞之导坑主洞段钢架施做工艺，如图5所示：

当主洞段导洞开挖时，位于主洞中心线的拱顶支撑钢架承载要求最高，故采用门字形双排钢架6，第6至9#榀采用门字形单排钢架7。第5至9#门字形双排钢架6和门字形单排钢架7为矩形，在门字形双排钢架6和门字形单排钢架7拱顶各设置门字形双排钢架拱梁601和门字形单排钢架横梁701，小导坑开挖时拱顶超出主隧道开挖轮廓线20cm。门字形双排钢架6和门字形单排钢架7与围岩的固定均采用L=3.5m，φ42锁脚锚管3，每榀4根；

Step4：正洞钢架施做工艺：

“门字形”导坑施工完成后，先将门字架范围内的上台阶主隧道初支施工完毕，采用主洞初支拱架8支护。主洞初支拱架8与围岩的固定均采用L=3.5m，φ42锁脚锚管3，每榀2根。当“门字形”导坑内的主隧道初支结构强度达到要求后，拆除导洞边墙临时门字形拱架立柱502、门字形双排钢架立柱602和门字形单排钢架立柱702，随后按照台阶法向两侧里程施工，并拼装仰拱栈桥完成该段的仰拱及填充。

进一步的，本实施例中进行主隧道初期支护施工时不再取出门字形拱架拱梁501、门字形双排钢架拱梁601和门字形单排钢架横梁701；

本实施例中，若围岩自稳能力可以，则喷射混凝土只喷射拱顶部分，若围岩自稳能力较差，则把门字形拱架立柱502、门字形双排钢架立柱602和门字形单排钢架立柱702也喷上混凝土，每循环进尺控制在1m左右，防止进尺过大导致挑顶形成大超挖。为确保安全，在导洞施工全过程中，必须在有加强支护的情况下施工，现场根据围岩情况可以适当加强支护参数。该挑顶结构不仅充分考虑斜井进正洞交叉口位置的特殊危险位置，进行特殊处理加固，系统性强，施工灵活性高。并且所用钢架制作简单，运输方便，施工便捷；部分结构为永久性支护体，有效保障隧道施工安全，减少拆卸工作量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构，其特征在于，包括从斜井到正洞依次设置且用于支撑的若干排斜井初支单排钢架（1）、斜井初支双排钢架（4）、门字形拱架（5）、门字形双排钢架（6）、门字形单排钢架（7）和主洞初支拱架（8），所述斜井初支单排钢架（1）、斜井初支双排钢架（4）和门字形拱架（5）通过连接钢筋（2）联系，依次用于支撑斜井和斜井进正洞的导坑斜井段，所述门字形双排钢架（6）和门字形单排钢架（7）通过主洞初支拱架（8）联系，用于支撑导坑主洞。

2.根据权利要求1所述的一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构，其特征在于，若干所述斜井初支单排钢架（1）均包括斜井初支单排钢架拱梁（101）和两根斜井初支单排钢架立柱（102），所述斜井初支单排钢架拱梁（101）的两端分别连接有斜井初支单排钢架立柱（102），两根所述斜井初支单排钢架立柱（102）的另一端延伸进入到斜井洞底，用于支撑稳定斜井初支单排钢架拱梁（101），所述斜井初支单排钢架立柱（102）的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管（3），锁脚锚管（3）的另一端延伸进入到斜井侧壁，所述斜井初支单排钢架拱梁（101）通过连接钢筋（2）与所述斜井初支双排钢架（4）联系。

3.根据权利要求2所述的一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构，其特征在于，所述斜井初支双排钢架（4）至少设置一排，所述斜井初支双排钢架（4）均包括斜井初支双排钢架拱梁（401）和两根斜井初支双排钢架立柱（402），所述斜井初支双排钢架拱梁（401）的两端分别连接有斜井初支双排钢架立柱（402），两根所述斜井初支双排钢架立柱（402）的另一端延伸进入到斜井洞底，用于支撑稳定斜井初支双排钢架拱梁（401），所述斜井初支双排钢架立柱（402）的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管（3），锁脚锚管（3）的另一端延伸进入到斜井侧壁；

所述斜井初支双排钢架拱梁（401）和若干所述斜井初支单排钢架拱梁（101）通过连接钢筋（2）与所述斜井初支单排钢架拱梁（101）联系，一起用于支撑斜井洞顶。

4.根据权利要求1所述的一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构，其特征在于，若干所述门字形拱架（5）均包括门字形拱架拱梁（501）和两根门字形拱架立柱（502），所述门字形拱架拱梁（501）的两端分别连接有门字形拱架立柱（502），两根所述门字形拱架立柱（502）的另一端延伸至斜井进正洞的导坑斜井段洞底，用于支撑稳定门字形拱架拱梁（501），所述门字形拱架立柱（502）的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管（3），锁脚锚管（3）的另一端延伸进入到导坑斜井段的侧壁；

若干所述门字形拱架拱梁（501）通过连接钢筋（2）与所述斜井初支双排钢架（4）联系，用于支撑导坑斜井段的洞顶。

5.根据权利要求1所述的一种斜井经导坑开挖进正洞的挑顶结构，其特征在于，若干所述门字形单排钢架（7）均包括门字形单排横梁（701）和两根门字形单排钢架立柱（702），所述门字形单排横梁（701）的两端分别连接有门字形单排钢架立柱（702），所述门字形单排钢架立柱（702）的另一端分别延伸进入到导坑主洞的洞底，用于支撑稳定门字形单排横梁（701），所述门字形单排钢架立柱（702）的下部分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管（3），锁脚锚管（3）的另一端延伸进入到导坑主洞的侧壁；

若干所述主洞初支拱架（8）均布设置且将若干门字形单排横梁（701）依次连接在一起，若干所述主洞初支拱架（8）远离所述门字形单排横梁（701）的一侧分别连接有用于加强锚固的锁脚锚管（3），锁脚锚管（3）的另一端也延伸进入到导坑主洞的侧壁。

Images