CN216477376U - 一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，包括限阻器、支座钢板、型钢钢架和钢筋网片，限阻器包括上连接钢板、下连接钢板和倒V形的限阻板，所述上连接钢板与下连接钢板之间固定有若干个限阻板，所述上连接钢板和下连接钢板远离限阻板的侧壁均固定有支座钢板，两个所述支座钢板远离限阻板的侧壁固定有型钢钢架，所述上连接钢板和下连接钢板远离限阻板的侧壁均设有两个钢筋网片，四个钢筋网片靠近喷射混凝土层设置，所述喷射混凝土层和限阻器均位于围岩的一侧。该适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，提高了强度，保证了施工的安全。
Description
技术领域
本实用新型属于隧道与地下工程技术领域，具体涉及一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构。
背景技术
目前，对于建造软岩大变形隧道，初期支护多采用大刚度钢架，喷混采用早高强混凝土，加大预留变形量，采用多重支护，二次衬砌采用钢筋混凝土等措施，这些措施本质上采取了“强支硬顶”的理念，工程实际中并不能很好地解决软岩大变形问题。为解决软岩大变形隧道初期支护因受力过大而破裂问题，一般利用材料峰后性能实现能量释放的“限制支护阻力限阻器”，相比较“强支硬顶”的方案，该方案在治理深埋老黄土隧道初支开裂问题上取得了很好的效果，但是该方案在软岩大变形隧道应用较少。该方案上下两连接板之间采用竖向钢板连接，竖向钢板在受力变形过程中弯曲方向是随机的，竖向钢板之间间距过小会出现碰撞、叠加现象导致不能保证恒阻，间距过大又提供不了足够的恒阻值；该方案竖向钢板受力时，首先会达到一个很高的初始峰值，随后会发生屈服下降，这时变形会骤增一下，导致变形速率超标，引起报警，干扰施工，由于喷射混凝土的早期强度较低，所以早期支护刚度较小，不利于控制围岩变形。
因此针对这一现状，迫切需要设计和生产一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，以满足实际使用的需要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，包括限阻器、支座钢板、型钢钢架和钢筋网片，限阻器包括上连接钢板、下连接钢板和倒V形的限阻板，所述上连接钢板与下连接钢板之间固定有若干个限阻板，所述上连接钢板和下连接钢板远离限阻板的侧壁均固定有支座钢板，两个所述支座钢板远离限阻板的侧壁固定有型钢钢架，所述上连接钢板和下连接钢板远离限阻板的侧壁均设有两个钢筋网片，四个钢筋网片靠近喷射混凝土层设置，所述喷射混凝土层和限阻器均位于围岩的一侧。
优选的，两个所述支座钢板上均开设有四个与连接螺栓适配的螺孔，所述上连接钢板和下连接钢板上均开设有四个与连接螺栓适配的通孔，八个所述连接螺栓上均设有螺帽，方便拆卸或组装连接。
优选的，相邻两个限阻器之间焊接有钢条，所述钢条平行于上连接钢板的短边方向设置，能够实现相邻两个限阻器的连接，提高了整体的稳定性。
优选的，位于所述上连接钢板顶端的两个钢筋网片相互平行设置，所述上连接钢板与两个钢筋网片焊接，能够增强上连接钢板、型钢钢架以及喷射混凝土层三者的整体性。
优选的，位于所述下连接钢板远离限阻板的一侧的两个钢筋网片相互平行设置，所述下连接钢板与两个钢筋网片焊接，能够增强下连接钢板、型钢钢架以及喷射混凝土层三者的整体性。
优选的，所述型钢钢架与支座钢板焊接，所述型钢钢架和支座钢板的表面均涂覆有防锈漆，能够延长使用寿命。
优选的，所述上连接钢板和下连接钢板呈水平布设，所述上连接钢板和下连接钢板均为长方形钢板。
本实用新型的技术效果和优点：该适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，通过限阻板对钢板弯曲方向进行变形诱导，解决了现有技术实现方案竖向直钢板在受力变形过程中弯曲方向随机发生的问题，避免了薄钢板在竖向受压过程中发生失稳现象，解决了现有技术实现方案在竖向钢板受力时，发生失稳后变形会骤增一下而导致变形速率超标、引起报警、干扰施工的问题，降低了初始峰值，使围岩压力有效释放，提高了恒阻值；通过采用型钢钢架提高了初期支护整体结构的刚度；通过设置钢筋网片，增加了型钢钢架、限阻器和喷射混凝土层之间的连接强度和整体性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型的限阻器的主视图；
图3是本实用新型的图1中A处结构的放大图。
图中：围岩1、喷射混凝土层2、上连接钢板3、限阻板4、支座钢板5、下连接钢板6、型钢钢架7、钢筋网片8、钢条9、连接螺栓10。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了解决竖向直钢板在受力变形过程中弯曲方向随机发生的问题，避免薄钢板在竖向受压过程中发生失稳现象，如图1、图2和图3所示，限阻器包括上连接钢板3、下连接钢板6和倒V形的限阻板4，所述上连接钢板3与下连接钢板6之间固定有若干个限阻板4，所述上连接钢板3和下连接钢板6远离限阻板4的侧壁均固定有支座钢板5，两个所述支座钢板5远离限阻板4的侧壁固定有型钢钢架7，所述上连接钢板3和下连接钢板6远离限阻板4的侧壁均设有两个钢筋网片8，四个钢筋网片8靠近喷射混凝土层2设置，所述喷射混凝土层2和限阻器均位于围岩1的一侧，低碳钢具有较好的屈服变形能力和峰后残余承载能力，本实施例的限阻板4采用Q235B低碳钢制成，限阻板4屈服强度不低于300MPa，极限强度不低于500MPa，为充分发挥限阻器作用，保证支护结构的安全性，本实施例限阻器压缩变形限值为15cm，为保证初期支护的支撑强度，变形达到15cm后立即采取措施封闭，各榀限阻器沿纵向采用钢条9或钢板焊接连接成整体，通过设置钢筋网片8，以增强限阻器、型钢钢架7、喷射混凝土层2三者之间的整体性，钢筋网片8规格为HPB300Φ8，网格间距20x20cm，钢筋网片8保护层厚度不小于1cm，图1、图2和图3不限定为所绘特定形式，具体实施过程中按照实际需要进行选择。
工作原理，该适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，在隧道初支结构弯矩和剪力较小的位置设置若干限阻器，一般左右对称设置，隧道施工时，因限阻器的设置，隧道初期支护结构受力首先会发生环向变形，释放围岩压力，限阻器进入塑性变形阶段，将保持恒定的支护阻力，继续发生环向变形，保证施工阶段隧道初支结构安全和围岩稳定，喷砼前，采用土工布将限阻器的空隙填满，以防混凝土喷入，喷砼结束后取出土工布，限阻器压缩变形达到限值后或施作二衬前，清理限阻器间松散料，喷砼填充限阻器空隙，对于压缩量超过限值的，采用小导管注浆填充背后不密实处，小导管采用φ42*3.5无缝钢管，打设深度30.0cm，纵向间距1.0m，注浆压力0.5MPa，当拱腰处环向限阻器发生较大变形，拱部初期支护严重破坏时，采用I20b工字钢，对拱墙施作套拱加强，确保拱部初期支护的稳定。
Claims (7)
1.一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，包括限阻器、支座钢板(5)、型钢钢架(7)和钢筋网片(8)，其特征在于：限阻器包括上连接钢板(3)、下连接钢板(6)和倒V形的限阻板(4)，所述上连接钢板(3)与下连接钢板(6)之间固定有若干个限阻板(4)，所述上连接钢板(3)和下连接钢板(6)远离限阻板(4)的侧壁均固定有支座钢板(5)，两个所述支座钢板(5)远离限阻板(4)的侧壁固定有型钢钢架(7)，所述上连接钢板(3)和下连接钢板(6)远离限阻板(4)的侧壁均设有两个钢筋网片(8)，四个钢筋网片(8)靠近喷射混凝土层(2)设置，所述喷射混凝土层(2)和限阻器均位于围岩(1)的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，其特征在于：两个所述支座钢板(5)上均开设有四个与连接螺栓(10)适配的螺孔，所述上连接钢板(3)和下连接钢板(6)上均开设有四个与连接螺栓(10)适配的通孔，八个所述连接螺栓(10)上均设有螺帽。
3.根据权利要求1所述的一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，其特征在于：相邻两个限阻器之间焊接有钢条(9)，所述钢条(9)平行于上连接钢板(3)的短边方向设置。
4.根据权利要求1所述的一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，其特征在于：位于所述上连接钢板(3)顶端的两个钢筋网片(8)相互平行设置，所述上连接钢板(3)与两个钢筋网片(8)焊接。
5.根据权利要求1所述的一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，其特征在于：位于所述下连接钢板(6)远离限阻板(4)的一侧的两个钢筋网片(8)相互平行设置，所述下连接钢板(6)与两个钢筋网片(8)焊接。
6.根据权利要求1所述的一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，其特征在于：所述型钢钢架(7)与支座钢板(5)焊接，所述型钢钢架(7)和支座钢板(5)的表面均涂覆有防锈漆。
7.根据权利要求1所述的一种适用于大变形隧道的斜板式限阻器初期支护结构，其特征在于：所述上连接钢板(3)和下连接钢板(6)呈水平布设，所述上连接钢板(3)和下连接钢板(6)均为长方形钢板。
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