CN218117796U - 隧道初期支护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种隧道初期支护装置，包括活动设置在支护骨架下的支护垫块；其中，所述支护垫块为楔形支护垫块；在所述支护垫块的至少一个表面设置有防滑面；所述防滑面为条状防滑面、磨砂防滑面或点状防滑面。该隧道初期支护装置，对支护骨架的底部可以有效的进行支撑，同时，结构简单、轻便，易于操作，使用安全方便，楔形支护垫块可重复周转使用，减少了材料消耗且不大量增加施工工作量，同时，支护效果好，拆装便捷。

Description

隧道初期支护装置

技术领域

本实用新型涉及地下工程支护技术领域，更为具体地，涉及一种隧道初期支护装置。

背景技术

公路隧道在IV级和V级围岩段具有不同的设计方案，其中，主流设计方案为，采用I20或I18工字钢作为钢架，钢架经过冷弯并接连制成。隧道开挖工艺多用台阶法，大断面或地质严重不良段多用中隔壁或交叉中隔壁法。

在隧道每一循环开挖后，随即进行钢筋网与钢架的安装施工，然后在钢架两侧打设锁脚小导管并注浆，其中，锁脚小导管的外端与安装好的钢架通过辅件焊接固连，使锁脚小导管锁住钢架用于承重，之后再进行初期支护的喷射混凝土施工使开挖后的隧道形成钢筋网、钢架(包括拱部与边墙的钢架)作为骨架，速凝的喷射混凝土填充于其间的钢混凝土结构用于支承隧道拱部与边墙使隧道成形。

其中，初期支护的钢架安装开始到其后的锁脚小导管的钻孔安装注浆，其与钢架连接牢固之前这段时间是安全风险较高的时段。一般设计图均要求，在安装钢架时，钢架的底部要落于承托坚实的围岩或采取措施使下部垫实，不允许钢架的底部脱空。

在现有技术中，常采用预制混凝土块或安装于钢架的底部的平放槽钢承托钢架的底部，施工实践中因分段钢架重量较大，边墙底部开挖后，超挖、欠挖的情况不易控制，因此，在人工安装边墙钢架时，由于深度不易控制，因此，当钢架的底部出现如开挖不足，则钢架不能安装，需再用人工处理，劳动强度较高且耗时长，如超挖，则钢架要悬空安装，违反了设计要求。

另外，钢架的底部不管是用槽钢铺底还是预制混凝土块铺底均存在不易使钢架的顶部与上部钢架的底部不易密贴的情况，影响钢架受力，从而导致实际的钢架的底部处于悬空的状态，影响施工质量。

因此，亟需一种可以有效支撑钢架的支护垫块，以解决上述问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种隧道初期支护装置，可以对支护骨架有效支承，结构简单，操作便捷，可重复使用。

本实用新型提供的隧道初期支护装置，包括活动设置在支护骨架下的支护垫块；其中，

所述支护垫块为楔形支护垫块；

在所述支护垫块的至少一个表面设置有防滑面；

所述防滑面为条状防滑面、磨砂防滑面或点状防滑面。

在本实用新型中，作为一种改进，所述支护垫块的数量至少为两个。

在本实用新型中，作为一种改进，所述楔形支护垫块的角度范围为10°-50°。

在本实用新型中，作为一种改进，所述支护垫块为金属支护垫块或者合金支护垫块。

在本实用新型中，作为一种改进，在所述支护垫块上设置有固定孔位；其中，在所述固定孔位中设置有固定杆。

从上面的描述可知，本实用新型提供的隧道初期支护装置，对不同操作步骤下的支护骨架的底部有效的进行支撑，同时，结构简单、轻便，易于操作，使用安全方便，楔形支护垫块可重复周转使用，减少了材料消耗且不大量增加施工工作量，同时，支护效果好，拆装便捷。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。

在附图中：

图1为根据本实用新型实施例的隧道初期支护装置的具体实施示意图；

图2为根据本实用新型实施例的隧道初期支护装置的单楔形支护垫块的示意图；

图3为根据本实用新型实施例的隧道初期支护装置的双楔形支护垫块的示意图；

图4为根据本实用新型实施例的支护垫块固定止挡的示意图；

图5为根据本实用新型实施例的支护垫块卡固止挡的示意图。

附图标记说明：

1、拱部钢架；2、锁脚小导管；3、支护垫块；4、边墙钢架；5、固定杆。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1为根据本实用新型实施例的隧道初期支护装置的具体实施示意图；

图2为根据本实用新型实施例的隧道初期支护装置的单楔形支护垫块的示意图；图3为根据本实用新型实施例的隧道初期支护装置的双楔形支护垫块的示意图。

如图1-图3所示，本实用新型的一种隧道初期支护装置包括活动设置在支护骨架下的支护垫块3；其中，支护垫块3为楔形支护垫块，在支护垫块3的至少一个表面设置有防滑面，防滑面为条状防滑面、磨砂防滑面或点状防滑面。该隧道初期支护装置适用于隧道台阶法施工时，在隧道的拱部的初期支护完成和开挖边墙后，安装边墙的支护骨架的施工过程中。此处，支护骨架包括拱部钢架1和边墙钢架4。该隧道初期支护装置可有效地对边墙钢架形成有效支承，防止拱部钢架与边墙钢架的底脚在安装时出现脱空的现象。其中，按照隧道的支护步骤，在隧道开挖完成后，步骤依次有：清理岩面、初喷砼、系统锚杆、挂钢筋网、复喷砼，本实用新型的实施例的结构适用于挂钢筋网时。

具体的，拱部钢架1固定设置在隧道的拱部上，边墙钢架4固定设置在隧道的边墙上，在拱部钢架1的下端打设锁脚小导管2，锁脚小导管2用于将拱部钢架1与隧道的内壁紧密连接，确保拱部钢架1的稳定性，拱部钢架1和边墙钢架4作为支承隧道牢固的基础。

更加具体的，支护垫块3的数量至少为两个，在拱部或者边墙的初期支护使用时，通过支护垫块3之间的交错布置、相互叠加，使之达到对拱部钢架1和边墙钢架4的支护高度。通过设置支护垫块3使支护骨架和隧道顶以及隧道边墙之间无缝隙、搭建稳固、连接牢固。

更加具体的，支护垫块3至少一个表面为防滑面，通过防滑面增加支护垫块3之间的摩擦阻力，保证支承结构的稳定性，不易产生形变，保证支护的质量。详细的，支护垫块3的防滑面的具体面数和防滑面的具体形状，依据操作现场的实际情况选取适宜的防滑面进行叠加设置，提高支护效果，保证支护质量。

如图2和图3所示，楔形支护垫块的角度范围为10°-50°，楔形支护垫块的角度范围是通过多次的实验得到的结果，当楔形的角度超过50°时，支护垫块之间固定的稳定性开始下降，使用效果不佳，因此，楔形的角度不易过大。

支护垫块3可以为单楔形支护垫块或者双楔形支护垫块，具体使用效果，根据实际情况进行确定。在使用时，可以预先准备多种角度的支护垫块，可以适用多种角度的情况，建议支护垫块3设置的角度分别为10°、25°、50°。

更加具体的，单楔形支护垫块的长度可以为400mm、宽度可以为100mm。双楔形支护垫块的长度可以为800mm，高度可以为180mm。

更加具体的，支护垫块3为金属支护垫块或者合金支护垫块。支护垫块3需要具备一定的硬度，保证支护的效果，且支护垫块3的材质成本不易过高，因此，常用的为金属支护垫块，材质可以为钢质。

更加具体的，在支护垫块3上设置有固定孔位；其中，在固定孔位中设置有固定杆5，通过在固定孔位内设置固定杆5，使支护垫块3在不影响整体支承效果的前提下，防止支护垫块3水平移动，保证支护垫块3的有效支承。

需要特殊说明的是，固定孔位贯穿支护垫块3设置，通过支护垫块3上的相互贯穿设置的固定孔位，可以有效的保证固定杆5的止挡位置准确，叠加的支护垫块3之间不产生位移，同时在固定杆5的一侧端部可以根据需要设置直径大于所处的固定孔位的直径的固定端帽，使固定杆5的固定端帽卡设在所处的固定孔位的上方，且可以正常止挡设置在所处支护垫块3上的另一个支护垫块3。

图4为根据本实用新型实施例的支护垫块固定止挡的示意图；图5为根据本实用新型实施例的支护垫块卡固止挡的示意图

如图4和图5所示，具体的止挡方法有两种：一、支护垫块3本体之间固定止挡，通过固定杆5穿过上下交错设置的支护垫块3上的固定孔位，实现支护垫块3之间的止挡；二、支护垫块3卡固止挡，当支护垫块3与钢架底部距离大于一个支护垫块3的厚度的情况下，选择单侧带有固定端帽的固定杆5卡固用，详细的，最顶端的支护垫块3固定后的边沿在其下层的支护垫块3的边沿内，然后将带端脑的固定杆5卡固在下层的支护垫块3的固定孔位内，通过固定端帽对最顶端的支护垫块3实现止挡，防位移。

需要说明的是，在本实用新型的实施例中拱部钢架1包括钢架和钢筋网，还包括拱脚双钢楔、纵向连接钢筋、锁脚、锚杆等固定用装置。

需要注意，本实用新型的实施例虽然是对边墙钢架底部进行支护，但是，在实际的使用过程中，不仅限于上述位置，还可以设置在隧道拱部的钢架下等多种位置，实现支承的作用。

在本实用新型的一个具体实施方式中，支护垫块3采用钢块制成，固定杆5采用圆钢筋制成，硬度强，支承效果好。

在本实用新型的实施例中，结合支护垫块在拱部开挖时的初期支护、以及边墙开挖时的初期支护的两种具体适用场景，对其进行详细说明。

示例一(拱部开挖时的初期支护)：

首先，隧道以台阶法留核心土工艺开挖。

接着，在隧道的拱部开挖完成后，工人先安装拱部钢架1，此时，拱部钢架1包括设置在拱部最外层的钢筋网和圆弧形拱部钢架。

然后，在钢架的底部放置支护垫块3，通过调整支护垫块3的数量使钢架的顶部与开挖面密贴。

此时，拱部的钢架在支护垫块3的支顶作用下，拱脚不会脱空。

最后，在施工的拱部钢架间的纵向方向上连接钢筋、打设拱部锁脚小导管2和喷射拱部混凝土形成拱部初期支护。

期间，隧道拱部初期支护的钢筋网、钢架、等自重和隧道围岩变形重量在锁脚施工前由支护垫块3的支承作用不会下沉，在锁脚小导管2的施工和喷射混凝土完成后，初期支护的自重等荷载转由拱部锁脚的悬挑受力作用不会下沉塌落。

示例二(边墙开挖时的初期支护，在示例一的基础上，进行下面操作)：

在拱部支护完成后，对隧道两侧的边墙开挖，同时将设置在拱脚处的支护垫块3取回。

然后，待边墙开挖完成后，再安装边墙处的边墙钢架4。

接着，先将边墙钢架4立于拱部钢架1的下端并与拱部钢架1下端对正，此时，拱部钢架1的下端与边墙钢架4的顶端存在空隙。

最后，在边墙钢架4的下端安设支护垫块3，通过调整支护垫块3，使边墙钢架4的整体逐渐顶升，直至边墙钢架4的顶端与拱部钢架1的底端对正密贴，两个端部通过设计预留的四个螺栓孔将拱部钢架1与边墙钢架4连接牢固。

通过支护垫块3使钢架底端得到必要的临时支承。

综上所述，在拱部或者边墙的初期支护的锁脚施工完成之前，由设置于钢架底端的支护垫块3受力支承，在锁脚施工完成后，由锁脚小导管2的悬挑作用具备了足够的支承力，结构受力已相对安全，即可拆除支护垫块3的支承。详细的，在拱部工况状态下，在边墙开挖时支护垫块3得以拆除；在边墙工况状态下，在边墙锁脚打设完成后即可拆除支护垫块3。在喷射混凝土施工时，先喷射支护垫块3位置的支承空间，喷射混凝土因其在数分钟内即凝固并形成强度，保证了钢架底部再次被填实。

通过上述技术方案可以看出，本实用新型提供的隧道初期支护装置，至少具有以下优点：

(1)本实用新型提供的隧道初期支护装置，通过支护垫块的使用，使得拱部钢架安装锁脚与边墙钢架连接并起到支承作用前的危险时段钢架底部得到有效支承。

(2)本实用新型提供的隧道初期支护装置，结构简单轻便，易于操作，使用安全方便，支护垫块可重复周转使用，减少了材料消耗且不大量增加施工工作量。

(3)本实用新型提供的隧道初期支护装置，与现有技术中在钢架底部垫设槽钢、预制混凝土块等效果更好，本实用新型中的支护垫块可以适用多种高度，可重复利用，施工快速等优点。

如上参照附图以示例的方式描述根据本实用新型的隧道初期支护装置。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的隧道初期支护装置，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (5)

1.一种隧道初期支护装置，其特征在于，包括活动设置在支护骨架下的支护垫块；其中，

所述支护垫块为楔形支护垫块；

在所述支护垫块的至少一个表面设置有防滑面；

所述防滑面为条状防滑面、磨砂防滑面或点状防滑面。

2.如权利要求1所述的隧道初期支护装置，其特征在于，

所述支护垫块的数量至少为两个。

3.如权利要求1所述的隧道初期支护装置，其特征在于，

所述楔形支护垫块的角度范围为10°-50°。

4.如权利要求1所述的隧道初期支护装置，其特征在于，

所述支护垫块为金属支护垫块或者合金支护垫块。

5.如权利要求1所述的隧道初期支护装置，其特征在于，

在所述支护垫块上设置有固定孔位；其中，

在所述固定孔位中设置有固定杆。

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