CN217897906U - 一种无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，若干组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构等间距间隔设置于先行洞内，且位于先行洞内靠近后行洞一侧；每组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构均包括紧贴先行洞中墙侧二次衬砌表面自拱脚以上布设的工字钢环向支撑、近似竖向等间距布设一端与工字钢环向支撑固定连接的若干工字钢斜撑、以及通过已成型的先行洞仰拱填充表面沿隧道纵向浇筑的混凝土条形基座。通过该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构能够提高先行洞中墙侧支护结构的强度，从而使其能够抵抗后行洞开挖产生的施工偏压荷载，保障先行洞支护结构的安全与稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及公路工程技术领域，特别涉及一种无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构。
背景技术
隧道作为穿山越岭的重要工具，在山区高速公路建设中的作用日益凸显。连拱隧道由于具有轴线间距小、接线自由度大、环境干扰小、综合工程造价低等优点，连拱隧道受到了广泛的关注和应用。近年来，随着设计及修建技术的发展，连拱隧道结构形式已由整体式，即直中墙、曲中墙发展到复合式，即三层直中墙、三层曲中墙，再发展为不设中导洞施工的无中导结构型式。无中导结构型式的连拱隧道作为近年来兴起的一种新的连拱隧道型式，其取消了超前辅助洞，即中导洞、侧导洞的设置，采用了类分离式隧道的施工方法，即先开挖一侧隧洞，代开挖支护完毕后再开挖另一侧隧洞。其中，两侧隧洞采用共用初期支护的形式取代中隔墙。应用无中导连拱隧道工法可以减少对围岩的扰动，实现支护结构的顺适连接，更有利于抵抗偏压荷载和改善应力集中。此外，因无需设置超前辅助洞，可以减少施工工序，提高施工效率。
但是，作为连拱隧道，两隧洞施工属于近接零间距施工，先行洞支护结构需要承受因后行洞开挖引起的附加应力，造成先行洞支护结构在后行洞施工过程中处于较大的偏压受力状态，当围岩质量较差且施工现场管控不当时，易导致先行洞中墙侧支护结构开裂破坏等灾害事件的发生。因此，如何确保先行洞支护结构具有足够的强度以抵抗后行洞开挖至其二次衬砌施作成环期间附加的过程荷载，同时综合考虑支护体系的经济性，从而有效避免因过程荷载导致支护结构破损而造成相关灾害事故的发生，是当前亟待解决的技术难题。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，旨在提高先行洞中墙侧支护结构的强度，以抵抗后行洞开挖产生的施工偏压荷载，保障先行洞支护结构的安全与稳定。
本实用新型采用的技术方案为：
一种无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，若干组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构等间距间隔设置于先行洞内，且位于先行洞内靠近后行洞一侧；每组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构均包括工字钢环向支撑、若干工字钢斜撑和混凝土条形基座；工字钢环向支撑紧贴先行洞中墙侧二次衬砌表面自拱脚以上布设，工字钢环向支撑下端嵌入仰拱填充预留孔内或后期掏槽孔内；若干工字钢斜撑由上而下近似竖向等间距布设，工字钢斜撑的一端与工字钢环向支撑固定连接，另一端嵌入仰拱填充预留槽孔内、后期掏槽孔内或排水沟槽内；混凝土条形基座通过已成型的先行洞仰拱填充表面沿隧道纵向浇筑构成，部分工字钢斜撑的另一端穿过混凝土条形基座。
进一步，所述工字钢环向支撑的弧度与先行洞中墙侧二次衬砌表面的弧度相同，工字钢环向支撑的高度超过中墙顶点。
进一步，所述工字钢环向支撑超过中墙顶点的高度不小于50cm。
进一步，所述工字钢斜撑的数量为三个，分别为上部斜撑、中部斜撑和下部斜撑；所述上部斜撑和中部斜撑的一端与工字钢环向支撑固定连接，另一端嵌入仰拱填充预留或后期开挖的槽孔内；所述下部斜撑的一端与工字钢环向支撑固定连接，另一端嵌入仰拱填充预留槽孔内或排水沟槽内。
进一步，所述工字钢环向支撑下端嵌入仰拱填充预留孔内或后期掏槽孔内的深度应满足工字钢横截面顶端距仰拱填充面的距离不小于5cm；所述工字钢环向支撑下端嵌入仰拱填充预留孔内或后期掏槽孔内的深度应满足工字钢横截面顶端距仰拱填充面的距离不小于5cm。
进一步，所述工字钢环向支撑和工字钢斜撑的截面尺寸相同；所述混凝土条形基座的厚度尺寸不小于两倍工字钢环向支撑和工字钢斜撑截面高度尺寸，上部斜撑外侧端面距离混凝土条形基座一侧端面的长度不小于两倍工字钢环向支撑和工字钢斜撑截面高度尺寸。
本实用新型的有益效果是：
该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构为高速公路无中导洞连拱隧道先行洞中墙侧支护结构的稳定与安全提供了一种新的方式，促使了先行洞中墙侧支护结构具有足够的强度以抵抗后行洞开挖至二次衬砌施作成环期间较大的施工过程荷载，避免了过度采取加大先行洞中墙侧支护结构强度而造成隧道建成后先行洞中墙侧支护结构强度过剩和建设成本增加的结果，实现了满足先行洞中墙侧支护结构在后行洞开挖过程中的强度需求的同时降低工程建设成本的双重效果。
附图说明
图1和图2为本实用新型的安装位置示意图；
图3为本实用新型的整体结构示意图；
图4为本实用新型工字钢斜撑和工字钢环向支撑材料的截面示意图；
图1—3中，1—无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，2—先行洞，3—后行洞，4—工字钢环向支撑，5—混凝土条形基座，6—仰拱填充预留孔内或后期掏槽孔，7—仰拱填充预留槽孔内或排水沟槽，8—中墙顶点，9—上部斜撑，10—中部斜撑，11—下部斜撑。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述。显然，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付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，处理图中示出的方位之外，空间术语意在包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定为在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位，这里所用的空间相对说明可以相应地解释。
本实施例提出了一种无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，旨在提高先行洞中墙侧支护结构的强度，以抵抗后行洞开挖产生的施工偏压荷载，保障先行洞支护结构的安全与稳定；如图1—2所示，若干组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构1等间距间隔设置于先行洞2内，且位于先行洞2内靠近后行洞3一侧。
如图3所示，每组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构1均包括工字钢环向支撑4、工字钢斜撑和混凝土条形基座5。
其中，工字钢环向支撑4的弧度与先行洞2中墙侧二次衬砌表面的弧度相同，工字钢环向支撑4紧贴先行洞2中墙侧二次衬砌表面自拱脚以上布设，工字钢环向支撑4的高度超过中墙顶点8，且超过高度h1≥50cm，工字钢环向支撑4下端嵌入仰拱填充预留孔内或后期掏槽孔6内，嵌入深度应满足工字钢横截面顶端距仰拱填充面的距离h2≥5cm。
如图4所示，工字钢斜撑和工字钢环向支撑4均采用高度为h，宽电压为b的工字钢钢材；如图3所示，工字钢斜撑的数量为三个，分别为上部斜撑9、中部斜撑10和下部斜撑11，上部斜撑9和中部斜撑10的一端与工字钢环向支撑4焊接，另一端嵌入仰拱填充预留孔内或后期掏槽孔6内，下部斜撑11的一端与工字钢环向支撑4焊接，另一端嵌入仰拱填充预留槽孔内或排水沟槽7内，上部斜撑9、中部斜撑10和下部斜撑11另一端的嵌入深度应满足工字钢横截面顶端距仰拱填充面的距离h2≥5cm。
如图3所示，混凝土条形基座5通过已成型的先行洞仰拱填充表面沿隧道纵向浇筑构成，上部斜撑9、中部斜撑10的另一端穿过混凝土条形基座5；混凝土条形基座5的浇筑厚度h3≥2h，上部斜撑9外侧端面距离混凝土条形基座5一侧端面的长度l1≥2h。
若干组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构1在布置时，每组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构1之间的间距宜满足100cm≥Δl≥50cm；同时该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构1在先行洞2内布设超出后行洞3开挖掌子面的长度距离L需要不小于两倍的先行洞2开挖跨度距离d，即L≥2d，连拱隧道开挖跨度D为两倍的先行洞2开挖跨度距离，即D＝2d。若干组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构1布置完成后，促使了先行洞2中墙侧支护结构具有足够的强度以抵抗后行洞3开挖至二次衬砌施作成环期间较大的施工过程荷载，实现了满足先行洞2中墙侧支护结构在后行洞3开挖过程中的强度需求，同时降低了工程建设成本。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，其特征在于：若干组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构等间距间隔设置于先行洞内，且位于先行洞内靠近后行洞一侧；每组该无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构均包括工字钢环向支撑、若干工字钢斜撑和混凝土条形基座；工字钢环向支撑紧贴先行洞中墙侧二次衬砌表面自拱脚以上布设，工字钢环向支撑下端嵌入仰拱填充预留孔内或后期掏槽孔内；若干工字钢斜撑由上而下近似竖向等间距布设，工字钢斜撑的一端与工字钢环向支撑固定连接，另一端嵌入仰拱填充预留槽孔内、后期掏槽孔内或排水沟槽内；混凝土条形基座通过已成型的先行洞仰拱填充表面沿隧道纵向浇筑构成，部分工字钢斜撑的另一端穿过混凝土条形基座。
2.根据权利要求1所述的无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，其特征在于：所述工字钢环向支撑的弧度与先行洞中墙侧二次衬砌表面的弧度相同，工字钢环向支撑的高度超过中墙顶点。
3.根据权利要求2所述的无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，其特征在于：所述工字钢环向支撑超过中墙顶点的高度不小于50cm。
4.根据权利要求1所述的无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，其特征在于：所述工字钢斜撑的数量为三个，分别为上部斜撑、中部斜撑和下部斜撑；所述上部斜撑和中部斜撑的一端与工字钢环向支撑固定连接，另一端嵌入仰拱填充预留或后期开挖的槽孔内；所述下部斜撑的一端与工字钢环向支撑固定连接，另一端嵌入仰拱填充预留槽孔内或排水沟槽内。
5.根据权利要求4所述的无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，其特征在于：所述工字钢环向支撑下端嵌入仰拱填充预留孔内或后期掏槽孔内的深度应满足工字钢横截面顶端距仰拱填充面的距离不小于5cm。
6.根据权利要求4所述的无中导连拱隧道先行洞局部斜撑式临时支撑结构，其特征在于：所述工字钢环向支撑和工字钢斜撑的截面尺寸相同；所述混凝土条形基座的厚度尺寸不小于两倍工字钢环向支撑和工字钢斜撑截面高度尺寸，上部斜撑外侧端面距离混凝土条形基座一侧端面的长度不小于两倍工字钢环向支撑和工字钢斜撑截面高度尺寸。
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