一种应用于软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构的制作方法
【专利摘要】一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构，包括套拱、钢拱架、超前长管棚、管棚导向管、系统锚杆及锁脚锚杆；其中，在隧道洞口往小里程方向外2米处开始修建套拱，套拱内置钢拱架，并搭建钢管作为管棚导向管，管棚导向管内施做超前长管棚，且在钢拱架上挂设钢筋网并喷射混凝土，系统锚杆设置在钢拱架上，钢拱架与超前长管棚通过预留在钢拱架中的螺纹钢联接；另外，在钢拱架上台阶与中台阶交界处、中台阶与下台阶交界处及钢拱架底部分别设置有锁脚锚杆。本实用新型采用套拱与复合式衬砌联合支护，并通过预留螺纹钢将钢拱架与超前长管棚联接成一个受力整体，有效提高了围岩的整体稳定性，使隧道围岩不容易出现坍塌、掉块，保证施工安全。
【专利说明】—种应用于软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隧道支护装置【技术领域】，具体为一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构。
【背景技术】
[0002]在修建浅埋公路隧道施工建设中，有时会遇到不宜直接采用明挖法施工的情形，譬如拟开挖的隧道洞顶岩土体稳定性差，在开挖过程易出现塌方、掉块现象及洞顶有公路、水塘等不宜挖断的设施；而此时为确保施工安全，需要采用类似地铁隧道施工时采用的明洞段施作套拱或明洞暗做的施工技术，因此需要建立与该开挖方法相适应的支护结构；然而传统的衬砌式支护装置无法对松散、整体性差的围岩形成有效的支护进而可能导致局部塌方、掉块现象，存在安全隐患，给施工带来一定的危险性。
实用新型内容
[0003]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构，以解决上述【背景技术】中的缺点。
[0004]本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
[0005]一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构，包括套拱、钢拱架、超前长管棚、管棚导向管、纵向托梁、钢筋网、喷射砼、系统锚杆及锁脚锚杆；其中，在隧道洞口往小里程方向外2米处开始修建套拱，套拱内置钢拱架，并搭建钢管作为管棚导向管，管棚导向管内施做超前长管棚，且在钢拱架上挂设钢筋网并喷射混凝土，系统锚杆设置在钢拱架上，钢拱架与超前长管棚通过预留在钢拱架中的螺纹钢联接；另外，在钢拱架上台阶与中台阶交界处、中台阶与下台阶交界处及钢拱架底部分别设置有锁脚锚杆。
[0006]在本实用新型中，钢拱架为工字型钢架，且工字钢通过纵向连接钢筋连接。
[0007]在本实用新型中，钢筋网间通过连接筋相互搭设。
[0008]在本实用新型中，钢拱架中台阶与下台阶交界处设置有纵向托梁，且纵向托梁与钢拱架焊接，用于防止钢拱架因收缩变形过大而导致下沉。
[0009]在本实用新型中，在钢拱架各台阶交界处及钢拱架底部设置锁脚锚杆用于加强钢拱架的稳定性，增加支护结构的稳定性。
[0010]在本实用新型中，系统锚杆与锁脚锚杆为中空注衆锚杆。
[0011]在本实用新型中，钢拱架上台阶与中台阶交界处、中台阶与下台阶交界处通过连接板、螺栓及螺母连接。
[0012]在本实用新型中，钢拱架与超前长管棚通过预留在钢拱架中的螺纹钢联接，从而形成初期复合式衬砌，使超前长管棚与钢拱架形成一个受力整体；当支护结构完成后，由于螺纹钢对超前长管棚的支撑作用，提高了围岩的整体稳定性，使得隧道围岩不容易出现坍塌、掉块；同时支护结构增加锁脚锚杆、纵向托梁，进一步增加了支护结构的稳定性；保证施工安全。[0013]有益效果:本实用新型采用套拱与复合式衬砌联合支护，并通过预留螺纹钢将钢拱架与超前长管棚联接成一个受力整体，且增加锁脚锚杆、纵向托梁，有效提高了围岩的整体稳定性，使隧道围岩不容易出现坍塌、掉块，保证施工安全。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型较佳实施例的洞身支护结构正视图。
[0015]图2为本实用新型较佳实施例的洞身支护结构侧视图。
[0016]图3为本实用新型较佳实施例中套拱结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0018]参见图f图3的一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构，包括套拱、钢拱架、超前长管棚、管棚导向管、系统锚杆及锁脚锚杆；其中，在隧道洞口往小里程方向外2米处开始修建套拱，套拱内置钢拱架，并搭建钢管作为管棚导向管，管棚导向管内施做超前长管棚，且在钢拱架上挂设钢筋网并喷射混凝土，系统锚杆设置在钢拱架上，钢拱架与超前长管棚通过预留在钢拱架中的螺纹钢联接；另外，在钢拱架上台阶与中台阶交界处、中台阶与下台阶交界处及钢拱架底部分别设置有锁脚锚杆。
[0019]在本实施例中，套拱采用C25厚80cm的混凝土浇筑，套拱长度设置为2米，套拱内设118工字钢，间距为80cm，工字钢采用Φ 22纵向连接钢筋连接，环向间距为Im ;管棚导向管采用壁厚Φ 133*4mm钢管，每根长度为2米，间距为40cm，并将预制的超前长管棚置入管棚导向管，超前长管棚采用Φ 108*6mm热轧无缝钢管加工而成,环向间距为40cm。
[0020]在本实施例中，系统锚杆与锁脚锚杆均米用D25中空注衆锚杆，系统锚杆长度为3m，纵环间距75cm*100cm，布置形式采用梅花型布置；在钢拱架各台阶交界处及钢拱架底部设置锁脚锚杆用于加强钢拱架的稳定性，从而增加支护结构的稳定性。
[0021]在本实施例中，为了避免塌方现象及不挖断上部建筑设施，对于软弱岩质区域浅埋公路隧道此类地质条件下施工一般采用明挖暗作，三台阶七步法开挖，其中上台阶明挖并预留核心土来保证掌子面的稳定，具体施工步骤如下:
[0022]第一步:在隧道洞口往小里程方向外2米处开始修建套拱，套拱内置工字钢，工字钢采用纵向连接钢筋连接，并搭建大直径钢管作为管棚导向管，管棚导向管角度较隧道设计方向偏rc,然后在管棚导向管内施做超前长管棚；
[0023]第二步:在隧道洞身段安装钢拱架，钢拱架紧贴洞身围岩，钢拱架间设置纵向连接筋，钢拱架采用118工字钢，间距为75cm，钢架在钢筋加工棚制作时按单元分段进行，每榀钢拱架拱部108°C范围预留Φ22螺纹钢，环向间距约40cm，螺纹钢一端与钢拱架联接牢固，另一端与已经置入岩土层的超前长管棚联接，从而使超前长管棚与钢拱架形成一个受力整体，钢拱架中台阶与下台阶交界处设置I22a工字钢作为纵向托梁；
[0024]第三步:施做系统锚杆与锁脚锚杆，系统锚杆设置成梅花型布置，锁脚锚杆米用加强型布置，在极有可能发生塌方和掉块的区域(钢拱架上台阶与中台阶交界处、中台阶与下台阶交界处及钢拱架底部)设置锁脚锚杆，钢拱架上台阶与中台阶交界处设置6根锁脚锚杆，左右各3根；中台阶与下台阶交界处设置4根锁脚锚杆，左右各2根；钢拱架底部左右两侧设置2根锁脚锚杆，左右各I根；锁脚锚杆与系统锚杆均采用D25中空注浆锚杆；在采用风枪钻孔时，应使钻孔方向与岩面尽量垂直，孔位偏差与孔深偏差均不大于30mm，钻孔直径大于锚杆直径20mm ；
[0025]第四步:在钢拱架上挂设钢筋网并喷射混凝土，钢筋网片在洞外制成网片，运至工作面后拼装挂设，钢筋网间通过连接筋相互搭设，喷射混凝土先从拱脚向上喷射，以防止上部喷射回弹而导致拱脚混凝土不密实；且钢筋网采用Φ8钢筋制作，网格尺寸为20*20cm，钢筋网互相搭设，搭接长度不小于一个网格尺寸。
[0026]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。
【权利要求】
1.一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构，包括套拱、钢拱架、超前长管棚、管棚导向管、系统锚杆及锁脚锚杆；其特征在于，套拱内置钢拱架，并搭建钢管作为管棚导向管，管棚导向管内施做超前长管棚，且在钢拱架上挂设钢筋网并喷射混凝土，系统锚杆设置在钢拱架上，钢拱架与超前长管棚通过预留在钢拱架中的螺纹钢联接；另外，在钢拱架上台阶与中台阶交界处、中台阶与下台阶交界处及钢拱架底部分别设置有锁脚锚杆。
2.根据权利要求1所述的一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构，其特征在于，钢拱架为工字型钢架，且工字钢通过纵向连接钢筋连接。
3.根据权利要求1所述的一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构，其特征在于，钢筋网间通过连接筋相互搭设。
4.根据权利要求1所述的一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构，其特征在于，钢拱架中台阶与下台阶交界处设置有纵向托梁，且纵向托梁与钢拱架焊接。
5.根据权利要求1所述的一种软弱岩质区域浅埋公路隧道的支护结构，其特征在于，系统锚杆与锁脚锚杆为中空注浆锚杆。
【文档编号】E21D11/00GK203756182SQ201420162889
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】唐小富, 莫林辉, 宋宏伟, 马生鹏, 朱晓伟 申请人:湖南省高速公路建设开发总公司, 中铁十七局集团第一工程有限公司