CN219691550U - 一种富水软岩隧道用初期支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种富水软岩隧道用初期支护结构,包括阵列设置的若干拱圈，相邻所述拱圈通过若干螺纹钢筋连接；所述拱圈包括钢拱架和仰拱架，所述钢拱架的两端分别与所述仰拱架的两端连接；所述钢拱架与隧道内壁之间设置植筋挂网组件；所述钢拱架包括顶拱、左侧拱和右侧拱，所述左侧拱和右侧拱对称设置在所述顶拱的两侧；所述左侧拱和右侧拱结构相同，所述左侧拱由若干段副侧拱首尾相连构成，所述副侧拱两端的连接处均设置有主锚件，所述主锚件用于使所述拱圈与所述隧道内壁锚固；其解决了传统的支护结构的拱架难以提供较好的支撑力，同时传统的锚杆难以与软岩产生较好的摩阻力，进而传统支护结构难以对富水软岩隧道内部提供较好的支撑等问题。

Description

一种富水软岩隧道用初期支护结构

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种富水软岩隧道用初期支护结构。

背景技术

富水软岩地质，以千枚岩、碳质千枚岩或千枚岩、碳质千枚岩夹炭质板岩为主，层理明显，碎裂-散体结构，其中千枚岩板岩互层段地下水丰富，隧道埋深较大时原始地应力较高，普遍存在软岩大变形，自施工以来，隧道软岩大变形现象严重，频繁塌方、变形、换拱，部分段落存在涌泥，进而存在施工处治难度大、周期长，工期进度严重滞后等问题。

由于富水软岩地段的地质松软且地下水丰富，岩土流动性大，隧道开挖后隧道内壁容易塌陷，而传统的支护结构的拱架难以提供较好的支撑力，同时传统的锚杆难以与软岩产生较好的摩阻力，进而传统支护结构难以对富水软岩隧道内部提供较好的支撑。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种富水软岩隧道用初期支护结构，其解决了传统的支护结构的拱架难以提供较好的支撑力，同时传统的锚杆难以与软岩产生较好的摩阻力，进而传统支护结构难以对富水软岩隧道内部提供较好的支撑等问题。

本实用新型的实施例通过以下技术方案实现：一种富水软岩隧道用初期支护结构,包括阵列设置的若干拱圈，相邻所述拱圈通过若干螺纹钢筋连接；

所述拱圈包括钢拱架和仰拱架，所述钢拱架的两端分别与所述仰拱架的两端连接；所述钢拱架与隧道内壁之间设置植筋挂网组件；

所述钢拱架包括顶拱、左侧拱和右侧拱，所述左侧拱和右侧拱对称设置在所述顶拱的两侧；

所述左侧拱和右侧拱结构相同，所述左侧拱由若干段副侧拱首尾相连构成，所述副侧拱两端的连接处均设置有主锚件，所述主锚件用于使所述拱圈与所述隧道内壁锚固。

进一步的，所述钢拱架和仰拱架均由内工字钢和外工字钢沿径向重叠构成，所述内工字钢和外工字钢通过若干短钢筋连接固定。

进一步的，所述主锚件包括两根锁脚锚管和U形连接筋，两根所述锁脚锚管对称设置在所述拱圈的两侧，所述U形连接筋的两端分别与两根所述锁脚锚管连接，所述拱圈置于所述U形连接筋的凹槽内。

进一步的，两根所述锁脚锚管呈5度-25度夹角设置。

进一步的，所述锁脚锚管采用φ108mm注浆钢花管，所述锁脚锚管的长度不低于4.5m。

进一步的，所述植筋挂网组件包括系统锚杆和钢筋网片，所述钢筋网片铺设在所述隧道内壁上，所述系统锚杆径向植入所述隧道内壁，所述系统锚杆用于使所述钢筋网片与所述隧道内壁固定。

进一步的，所述系统锚杆采用φ22的药卷锚杆，所述系统锚杆的长度不低于3m。

进一步的，所述仰拱架和隧道底部之间也铺设有所述钢筋网片。

进一步的，单侧所述副侧拱至少包括2-3个；所述钢拱架由3-4个副顶拱依次连接构成；所述仰拱架由3-4个副仰拱依次连接构成。

进一步的，若干所述系统锚杆呈梅花状分布。

本实用新型实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

1.拱圈由钢拱架和仰拱架组成，钢拱架和仰拱架均由型号为I20b的内工字钢和型号为I18的外工字钢沿径向重叠构成，内工字钢和外工字钢通过若干短钢筋连接固定，相对于传统单层的钢拱架能够提供的很好的支撑力，以应对富水软岩地质产生的巨大压力。

2.通过U形连接筋将两根锁脚锚管与拱圈固定的同时，使拱圈与隧道内壁锚固，两根锁脚锚管呈5度-25度夹角设置，由于富水软岩隧道岩土稳定性差，使同一位置的两根锁脚锚管保持一定的角度设置，进而可以使其与隧道岩土有更大的接触角度；同时，锁脚锚管采用φ108mm注浆钢花管，锁脚锚管的长度不低于4.5m，较传统的锁脚锚管直径更大、更长，与隧道岩土接触面更大的同时，与隧道岩土产生更大的抗剪力和摩阻力，在钢花管植入后，还要通过钢花管注浆构成注浆钢花管，以提供更好的锚固作用。

3.植筋挂网组件包括系统锚杆和钢筋网片，系统锚杆采用φ22的药卷锚杆，系统锚杆的长度不低于3m。由于当前隧道为富水软岩处，系统锚杆采用药卷锚杆，可以使锚固剂凝固的过程中，将其范围内的软岩凝固成块，同时与锚杆粘接在一起，构成一个整体，不仅能使软岩成块不易流动，同时对植入其中的锚杆起到了良好的固定作用，若干系统锚杆呈梅花状分布，整体分布均匀，相邻锚杆间距相同，提高利用率的同时，构成更好的锚固体系。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本实用新型提供的一种富水软岩隧道用初期支护结构的结构示意图；

图2为图1中A处结构放大示意图；

图3为本实用新型提供的一种富水软岩隧道用初期支护结构中植筋挂网组件结构示意图；

图4为本实用新型提供的一种富水软岩隧道用初期支护结构中若干钢拱架与隧道内壁配合的结构示意图；

图5为本实用新型提供的一种富水软岩隧道用初期支护结构中拱圈结构示意图；

图标：1、隧道内壁，2、螺纹钢筋，3、钢拱架，31、顶拱，311、副顶拱，32、左侧拱，321、副侧拱，33、右侧拱，34、内工字钢，35、外工字钢，36、短钢筋，4、仰拱架，41、副仰拱，5、植筋挂网组件，51、系统锚杆，52、钢筋网片，6、主锚件，61、锁脚锚管，62、U形连接筋。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1至图5所示，本实施例提供一种富水软岩隧道用初期支护结构,包括阵列设置的若干拱圈，相邻拱圈通过若干螺纹钢筋2连接，如图4所示，每安装一榀拱圈，就用若干段螺纹钢筋2将其与上一榀拱圈焊接起来，进而若干个拱圈连接成一个整体，构成良好的支撑结构。

如图1和5所示，具体实施时，拱圈包括钢拱架3和仰拱架4，钢拱架3的两端分别与仰拱架4的两端通过螺栓连接；钢拱架3与隧道内壁1之间设置植筋挂网组件5，植筋挂网组件5形成细密的拦截网，能够更好的拦截岩土。

如图1和5所示，钢拱架3包括顶拱31、左侧拱32和右侧拱33，左侧拱32和右侧拱33对称设置在顶拱31的两侧；左侧拱32和右侧拱33结构相同，左侧拱32由若干段副侧拱321首尾相连构成，副侧拱321两端的连接处均设置有主锚件6，主锚件6用于使拱圈与隧道内壁1锚固。

更为具体的，单侧副侧拱321至少包括2-3个；钢拱架3由3-4个副顶拱311依次连接构成；仰拱架4由3-4个副仰拱41依次连接构成。

具体实施时，结合三台阶七步开挖施工等方法，按照掌子面大小设置合适的台阶数量，大多数普通大小的隧道左右各采用两个副侧拱321，顶部采用三个副顶拱311，底部采用三个副仰拱41即可，掌子面较大时可以根据实际需要增加对应的副侧拱321、副顶拱311和副仰拱41。

如图2和4所示，钢拱架3和仰拱架4均由型号为I20b的内工字钢34和型号为I18的外工字钢35沿径向重叠构成，内工字钢34和外工字钢35通过若干短钢筋36连接固定，相对于传统单层的钢拱架能够提供的很好的支撑力，以应对富水软岩地质产生的巨大压力。

如图1、2和4所示，主锚件6包括两根锁脚锚管61和U形连接筋62，两根锁脚锚管61对称设置在拱圈的两侧，U形连接筋62的两端分别与两根锁脚锚管61连接，拱圈置于U形连接筋62的凹槽内，进而通过U形连接筋62将两根锁脚锚管61与拱圈固定的同时，使拱圈与隧道内壁1锚固。

更为具体的，具体实施时，两根锁脚锚管61呈20度-45度夹角设置，由于富水软岩隧道岩土稳定性差，使同一位置的两根锁脚锚管61保持一定的角度设置，进而可以使其与隧道岩土有更大的接触角度，同时，锁脚锚管61采用φ108mm钢花管，锁脚锚管61的长度不低于4.5m，较传统的锚杆更加的粗大，且更长，与隧道岩土接触面更大的同时，与隧道岩土产生更大的摩阻力，在钢花管植入后，还要通过钢花管注浆构成注浆钢花管，以提供更好的锚固作用。

如图1-4所示，植筋挂网组件5包括系统锚杆51和钢筋网片52，钢筋网片52铺设在隧道内壁1上，系统锚杆51径向植入隧道内壁1，系统锚杆51用于使钢筋网片52与隧道内壁1固定。具体实施时，当隧道内壁1的轮廓初步成型后，就需要先铺设钢筋网片52，再通过系统锚杆51将钢筋网片与隧道内壁1锚固，初步防止岩土滚落，影响工人安全和后续施工，钢筋网片采用φ8mm粗的钢筋，构成的网格尺寸为20x20cm。

更为具体的，系统锚杆51采用φ22的药卷锚杆，系统锚杆51的长度不低于3m。由于当前隧道为富水软岩处，系统锚杆51采用药卷锚杆，可以使锚固剂凝固的过程中，将其范围内的软岩凝固成块，同时与锚杆粘接在一起，构成一个整体，不仅能使软岩成块不易流动，同时对植入其中的锚杆起到了良好的固定作用。

更为具体的，若干系统锚杆51呈梅花状分布，整体分布均匀，相邻锚杆间距相同，提高利用率的同时，构成更好的锚固体系。

如图1和2所示，仰拱架4和隧道底部之间也铺设有钢筋网片52，在最后底板回填和浇筑时，能防止塌陷。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种富水软岩隧道用初期支护结构,其特征在于：包括阵列设置的若干拱圈，相邻所述拱圈通过若干螺纹钢筋(2)连接；

所述拱圈包括钢拱架(3)和仰拱架(4)，所述钢拱架(3)的两端分别与所述仰拱架(4)的两端连接；所述钢拱架(3)与隧道内壁(1)之间设置植筋挂网组件(5)；

所述钢拱架(3)包括顶拱(31)、左侧拱(32)和右侧拱(33)，所述左侧拱(32)和右侧拱(33)对称设置在所述顶拱(31)的两侧；

所述左侧拱(32)和右侧拱(33)结构相同，所述左侧拱(32)由若干段副侧拱(321)首尾相连构成，所述副侧拱(321)两端的连接处均设置有主锚件(6)，所述主锚件(6)用于使所述拱圈与所述隧道内壁(1)锚固。

2.根据权利要求1所述的一种富水软岩隧道用初期支护结构，其特征在于，所述钢拱架(3)和仰拱架(4)均由内工字钢(34)和外工字钢(35)沿径向重叠构成，所述内工字钢(34)和外工字钢(35)通过若干短钢筋(36)连接固定。

3.根据权利要求2所述的一种富水软岩隧道用初期支护结构，其特征在于，所述主锚件(6)包括两根锁脚锚管(61)和U形连接筋(62)，两根所述锁脚锚管(61)对称设置在所述拱圈的两侧，所述U形连接筋(62)的两端分别与两根所述锁脚锚管(61)连接，所述拱圈置于所述U形连接筋(62)的凹槽内。

4.根据权利要求3所述的一种富水软岩隧道用初期支护结构，其特征在于，两根所述锁脚锚管(61)呈5度-25度夹角设置。

5.根据权利要求4所述的一种富水软岩隧道用初期支护结构，其特征在于，所述锁脚锚管(61)采用φ108mm注浆钢花管，所述锁脚锚管(61)的长度不低于4.5m。

6.根据权利要求1-5任一所述的一种富水软岩隧道用初期支护结构，其特征在于，所述植筋挂网组件(5)包括系统锚杆(51)和钢筋网片(52)，所述钢筋网片(52)铺设在所述隧道内壁(1)上，所述系统锚杆(51)径向植入所述隧道内壁(1)，所述系统锚杆(51)用于使所述钢筋网片(52)与所述隧道内壁(1)固定。

7.根据权利要求6所述的一种富水软岩隧道用初期支护结构，其特征在于，所述系统锚杆(51)采用φ22的药卷锚杆，所述系统锚杆(51)的长度不低于3m。

8.根据权利要求7所述的一种富水软岩隧道用初期支护结构，其特征在于，所述仰拱架(4)和隧道底部之间也铺设有所述钢筋网片(52)。

9.根据权利要求1所述的一种富水软岩隧道用初期支护结构，其特征在于，单侧所述副侧拱(321)至少包括2-3个；所述钢拱架(3)由3-4个副顶拱(311)依次连接构成；所述仰拱架(4)由3-4个副仰拱(41)依次连接构成。

10.根据权利要求7所述的一种富水软岩隧道用初期支护结构，其特征在于，若干所述系统锚杆(51)呈梅花状分布。