一种可重复使用的伸缩式临时钢架仰拱结构的制作方法

文档序号:15010521发布日期:2018-07-24 22:19阅读:815来源:国知局

本实用新型属于隧道施工技术领域,具体涉及一种可重复使用的伸缩式临时钢架仰拱结构。



背景技术:

在软弱围岩、湿陷性黄土、膨胀岩尤其是高地应力软岩隧道施工时,一般围岩及支护结构变形比较大,会出现支护开裂、侵限甚至坍塌的情况,侵限后需换拱,施工风险加大。为此目前常见的处理方法为在开挖台阶及拱脚处打设锁脚锚杆(管)与设置临时仰拱,打设锚杆(管)对围岩的扰动较大,对围岩完整性有影响,在变形量不是很大时使用。临时仰拱一般由格栅钢架或型钢拱架、连接钢筋以及喷混凝土或模筑混凝土组成,与主洞支护及时形成封闭结构,控制钢拱架和围岩的变形;但是这种仰拱在拆除过程中扰动较大,控制不好可能会使已做支护开裂,且不可以重复利用,造成了很大的浪费,施工速度较慢。

目前国内也提出了临时钢架仰拱,但这些仰拱的临时钢架通过螺栓连接在初支钢拱架上,因围岩压力较大,螺栓接头的剪应力较大,拆卸时很难卸下,因此临时钢拱架一旦安装完毕就很难再卸下,只能割掉,会使钢架端部损坏,若重新使用需对钢架端部进行修复。因此如何实现有效控制围岩变形及支护沉降,保证支护结构稳定可靠,施工方便,费用低,成为施工中急需解决的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的是提供一种可重复使用的伸缩式临时钢架仰拱结构,可有效控制围岩及支护结构变形,使隧道及时形成封闭结构,保证施工安全。

本实用新型所采用的技术方案为:

一种可重复使用的伸缩式临时钢架仰拱结构,其特征在于:

包括横向下凹的临时仰拱钢拱架;

临时仰拱钢拱架中部断开并固定设置有临时钢拱架千斤顶接头;

临时仰拱钢拱架两端插入槽钢内,与初支永久钢拱架连接。

临时钢拱架千斤顶接头包括槽钢套管、螺栓槽及螺栓,槽钢套管内为可伸缩式千斤顶接头,可伸缩式千斤顶接头两端与临时仰拱钢拱架通过螺栓连接。

临时仰拱钢拱架两端通过槽钢连接于初支永久钢拱架,槽钢开口向下与初支永久钢拱架相互焊接,并覆盖临时仰拱钢拱架端部。

槽钢上方与初支永久钢拱架之间设置有工字钢斜撑,形成承插式接头。

临时仰拱钢拱架底部设置防止围岩上浮的钢板。

本实用新型具有以下优点:

①通过设置临时仰拱,可有效控制围岩变形,控制围岩塑性圈的发展,该发明装置可以重复利用,节约成本,且临时钢架装卸方便,便于施工。

②本实用新型中初支永久钢拱架和工字型钢斜撑、槽钢之间采用焊接构成承插式接头,临时仰拱钢拱架直接伸入在倒扣槽钢的凹槽中,与永久钢拱架形成封闭结构,不需要螺栓连接或焊接,便于拆卸。

③在水平方向上,每一榀临时钢拱架的正中间设置一个小型千斤顶,组成可伸缩式接头,通过千斤顶加压使临时钢拱架与永久钢拱架紧密接触,同时在水平方向上提供支护反力,提高临时钢架的承载能力。

④本临时仰拱结构能有效避免在软弱围岩、湿陷性黄土、膨胀岩尤其高地应力软岩段过大变形导致的支护结构开裂、侵限、拱架拆换甚至塌方等现象;能有效控制围岩及支护结构变形,及时形成封闭结构,保证施工安全。

附图说明

图1是上台阶临时仰拱结构示意图。

图2是临时钢架仰拱与永久钢架之间的连接部位。

图3是可伸缩式千斤顶接头(含槽钢套管)。

图4是临时仰拱承插接头大样图。

图5是上台阶临时仰拱拆卸示意图。

图6是中台阶临时仰拱拆卸示意图。

图中,1-初支永久钢拱架;2-工字钢斜撑;3-槽钢;4-临时仰拱钢拱架;5-钢板;6-临时钢拱架千斤顶接头;6a-可伸缩式千斤顶接头;6b-槽钢套管;6c-螺栓槽及螺栓;7-核心土上部掏空的部分。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型涉及一种可重复使用的伸缩式临时钢架仰拱结构,包括横向下凹的临时仰拱钢拱架4。临时仰拱钢拱架4两端通过槽钢3连接于初支永久钢拱架1。临时仰拱钢拱架4中部断开并固定设置有临时钢拱架千斤顶接头6。

临时钢拱架千斤顶接头6包括槽钢套管6b,槽钢套管6b由上下相扣的槽钢组成,利用安设在预留槽内的螺栓槽及螺栓6c将临时钢架连成整体。槽钢套管6b内为可伸缩式千斤顶接头6a,可伸缩式千斤顶接头6a两端与临时仰拱钢拱架4通过螺栓连接。利用临时钢拱架千斤顶接头6使临时仰拱钢拱架4与初支永久钢拱架1相接,组成可伸缩式接头,并能提供相应的支撑力。

临时仰拱钢拱架4两端通过槽钢3与工字钢斜撑2组成的固定接头连接于初支永久钢拱架1。槽钢3开口向下与初支永久钢拱架1相互焊接,并覆盖临时仰拱钢拱架4端部。槽钢3上方与初支永久钢拱架1之间设置有工字钢斜撑2,形成不用螺栓固定的承插式接头。

临时仰拱钢拱架4底部设置防止围岩上浮的钢板5,提高临时仰拱整体受力性能,与临时仰拱拱架、主洞初支钢架形成一个封闭的支护结构体系。

临时仰拱钢拱架4安装成型后,铺设渣土形成工作平台;待施工完成后松开临时钢拱架千斤顶接头6,随着台阶开挖将临时仰拱钢拱架4卸下,复喷混凝土前将槽钢3、工字钢斜撑2割掉,,临时仰拱钢拱架4及钢板5向前重复使用。

施工过程:

安装时,先将槽钢3、工字钢斜撑2焊接在初支永久钢拱架1上,形成槽钢3开口向下的承插式接头装置。台阶开挖底面形成后,先安放钢板5,相当于一层临时垫板,防止围岩上浮,提高临时仰拱整体受力性能。临时仰拱钢拱架4两侧端头伸入在槽钢3的凹槽中,无需螺栓连接或焊接。在水平方向上,每一榀临时仰拱钢拱架4的正中间设置一个小型的可伸缩式千斤顶接头6a,可伸缩式千斤顶接头6a两端与临时仰拱钢拱架4端头采用螺栓连接,组成可伸缩式接头。在可伸缩式千斤顶接头6a处安设上下相扣的槽钢套管6b,槽钢套管6b及临时仰拱钢拱架4端头上均预留螺栓槽。通过可伸缩式千斤顶接头6a加压,使伸入槽钢3内的临时仰拱钢拱架4与初支永久钢拱架1紧密接触,并提供抗力,然后通过螺栓槽及螺栓6c将槽钢套管6b与临时仰拱钢拱架4连接并固定,完成临时仰拱钢拱架4安装,回填渣土,形成工作平台,进行施工作业。

拆卸时,首先挖中台阶或下台阶两侧的岩(土)体,拆除已落空处的钢板5,留中间核心土。在拆临时仰拱钢拱架4时,先将可伸缩式千斤顶接头6a的槽钢套管6b处连接螺栓松开,并将千斤顶6a松开卸压,释放临时仰拱钢拱架4与初支永久钢拱架1之间的挤压力,然后将中间核心土上部掏空20-30cm,用钩机轻轻向下压临时仰拱钢拱架4,使其脱离槽钢3,由于临时仰拱钢拱架4与初支永久钢拱架1之间没有采用螺栓连接或焊接,临时仰拱钢拱架4拆卸十分方便。将焊接的槽钢3、工字钢斜撑2割掉。临时钢架仰拱拆卸完毕。喷射混凝土,形成闭合的初支结构。卸下的临时仰拱钢拱架4、钢板5、可伸缩式千斤顶接头6a、槽钢套管6b可继续重复使用。

本实用新型的内容不限于实施例所列举,本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换,均为本实用新型的权利要求所涵盖。

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