本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别是一种隧道初期支护拱脚变形控制装置，该装置能够在隧道分步施工中替代锁脚锚杆结构，并且加工简单、施工方便、施工质量可控，从而有效解决了采用锁脚锚杆时施工效率低及施工质量难以保障的问题。
背景技术：
当隧道地质条件较差时，为减小对围岩的扰动，有效控制围岩变形，施工时往往采用台阶法、双侧壁导坑法等分步施工方法。在隧道施工过程中，为控制初期支护下沉和水平收敛，目前常采用施做锁脚锚杆的方法。但本发明人发现，由于隧道分步施工时开挖断面小或者预留核心土的影响，锁脚锚杆施工作业空间狭小，存在施工效率低、施工质量难以保障、影响初期支护下沉和水平收敛的控制效果等缺点，严重时甚至引起隧道塌方事故的发生。本发明人认为，如果能够利用隧道分步施工的台阶型特点，将纵向分布的若干拱脚用可拆装悬臂支撑，则对于可能出现的支护拱脚变形能够进行有效控制，从而有利于施工效率提高和施工安全保障。有鉴于此，本发明人完成了本实用新型。
技术实现要素：
本实用新型针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种隧道初期支护拱脚变形控制装置，该装置能够在隧道分步施工中替代锁脚锚杆结构，并且加工简单、施工方便、施工质量可控，从而有效解决了采用锁脚锚杆时施工效率低及施工质量难以保障的问题。
本实用新型技术方案如下：
一种隧道初期支护拱脚变形控制装置，其特征在于，包括依次前后相连的若干个拱脚支撑盒，所述拱脚支撑盒为具有盒顶敞口的盒体结构，所述盒体结构包括盒体底部、盒体前侧壁和盒体后侧壁，所述盒体前侧壁和盒体后侧壁均设置有盒体连接孔，所述盒体底部的内侧表面具有与拱脚连接钢板相适配的拱脚支撑区域，所述盒体连接孔与盒体螺栓相适配，所述盒体螺栓通过所述盒体连接孔将一个拱脚支撑盒与另一个拱脚支撑盒紧固连接。
所述拱脚支撑区域位于所述盒体前侧壁和盒体后侧壁之间的中部。
所述盒体螺栓采用高强度螺栓。
所述盒体结构为铸钢构件。
所述盒体结构由5块钢板焊接而成。
所述拱脚连接钢板的上表面与上段支护钢拱架的下端面焊接，沿所述下端面的周边形成闭环连续焊缝。
所述拱脚连接钢板上设置有拱脚连接孔，所述拱脚连接孔用于接续下段支护钢拱架。
所述盒体结构为长方形盒体。
所述盒体前侧壁和盒体后侧壁均横向设置有2个盒体连接孔。
所述拱脚连接钢板上设置有4个拱脚连接孔。
本实用新型的技术效果如下：本实用新型一种隧道初期支护拱脚变形控制装置，能够利用隧道分步施工的台阶型特点，通过依次前后相连的若干个拱脚支撑盒，对纵向分布的若干拱脚形成可拆装悬臂支撑，从而有效控制隧道初期支护拱脚变形。
本实用新型具有以下特点：1.采用钢板焊接，加工制作方便。2.盒式铸钢构件之间通过高强螺栓连接，整体强度高，且易于组装拆卸。3.能充分利用围岩体的承载作用，整体强度高，能有效控制初期支护变形。4.与锁脚锚杆相比，施工所需作业空间小，施工效率高，施工质量可控。
附图说明
图1是实施本实用新型一种隧道初期支护拱脚变形控制装置的结构示意图。
图中标记列示如下：1-拱脚支撑盒；2-盒体螺栓；3-盒体连接孔；4-拱脚连接钢板；5-闭环连续焊缝；6-上段支护钢拱架；7-拱脚连接孔；8-盒体底部；9-盒体前侧壁；10-盒体后侧壁。
具体实施方式
下面结合附图(图1)对本实用新型进行说明。
图1是实施本实用新型一种隧道初期支护拱脚变形控制装置的结构示意图。如图1所示，一种隧道初期支护拱脚变形控制装置，包括依次前后相连的若干个拱脚支撑盒1，所述拱脚支撑盒1为具有盒顶敞口的盒体结构，所述盒体结构包括盒体底部8、盒体前侧壁9和盒体后侧壁10，所述盒体前侧壁9和盒体后侧壁10均设置有盒体连接孔3，所述盒体底部8的内侧表面具有与拱脚连接钢板4相适配的拱脚支撑区域，所述盒体连接孔3与盒体螺栓2相适配，所述盒体螺栓2通过所述盒体连接孔3将一个拱脚支撑盒与另一个拱脚支撑盒紧固连接。所述拱脚支撑区域位于所述盒体前侧壁9和盒体后侧壁10之间的中部。所述盒体螺栓2采用高强度螺栓。所述盒体结构为铸钢构件。所述盒体结构由5块钢板焊接而成。所述拱脚连接钢板4的上表面与上段支护钢拱架6的下端面焊接，沿所述下端面的周边形成闭环连续焊缝5。所述拱脚连接钢板4上设置有拱脚连接孔7，所述拱脚连接孔7用于接续下段支护钢拱架。所述盒体结构为长方形盒体。所述盒体前侧壁9和盒体后侧壁10均横向设置有2个盒体连接孔3。所述拱脚连接钢板4上设置有4个拱脚连接孔7。
一种隧道初期支护拱脚变形控制装置，包括盒式铸钢构件即拱脚支撑盒1和高强螺栓即盒体螺栓2，所述盒式铸钢构件是中空的正面开口的长方形盒体，由5块钢板焊接而成，前后两个侧面分别设有两个φ30的高强螺栓孔即盒体连接孔3。盒式铸钢构件高度约10cm，宽度根据钢拱架尺寸确定，长度与初期支护钢拱架间距相同。隧道施工中在拱脚位置开挖基槽，夯实基槽底部围岩，安设盒式铸钢构件，将一榀初期支护钢拱架底部拼插在一个盒式铸钢构件内，回填并夯实拱脚基槽，从而有效控制初期支护下沉及水平收敛。拱脚纵向盒式铸钢构件之间通过高强螺栓连接。在拱脚下部围岩开挖后，拧开螺栓拆除悬空盒体，及时拼接下部钢拱架。
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。