“l”型格栅节点在隧道初支结构中的连接应用
【专利摘要】本发明涉及一种浅埋暗挖隧道中初支与临时支护之间的连接节点所使用的L型格栅拱脚，包括位于连接节点位置的至少4根与初支格栅等直径的L型钢筋，L型钢筋的短边焊接于初支的格栅主筋上，作为与临时支护连接的预留连接节点；拱脚还包括焊接在L型钢筋长边端头的两块角钢。该L型格栅拱脚能够在隧道初支结构成环过程中及成环后，可增强隧道初支结构与临时支护结构节点处喷射的混凝土的密实度、结构强度、紧密性和稳定性；在隧道二衬施工阶段，可大大降低因拆除临时支护而引起隧道结构变形及坍塌的安全风险。
【专利说明】
“L”型格栅节点在隧道初支结构中的连接应用
技术领域
[0001]本发明涉及一种浅埋暗挖隧道工程中使用的连接结构，具体为一种浅埋暗挖隧道中连接初期支护结构与临时支护结构之间节点所使用的L型格栅拱脚。
【背景技术】
[0002]浅埋暗挖隧道施工方法是一种在城市中修建地下隧道的方法。在初期结构施工过程中，经过环境风险源、特殊地层时，常将较大结构断面化大为小，分成几个小洞分层分块开挖，以确保施工过程中的安全。分块后需增加临时支护方能及时成环，这就导致初期支护(初支)结构与临时支护结构在施工各个阶段的受力方式发生变化:分块施工时由部分初支结构与临时支护结构受力；所有分块隧道全部成环后，初支结构与临时支护结构共同受力；在二次衬砌(二衬)施工时，需拆除临时支护，隧道结构转为初支结构受力。
[0003]目前隧道初支与临时支护之间节点的连接采用紧贴方式连接，即采用两块钢板分别焊接在初支隧道格栅内侧面和临时支护端头，在施工时采用螺栓栓接在一起，从而使初支与临时支护成环。因初支的格栅连接节点内侧位置是一块较大连接钢板，从而导致在喷射混凝土施工时，钢板后方区域为喷射盲区，该区域的喷射不密实，易形成孔洞，导致初支结构混凝土在节点处出现断裂带。而且，在后续施工时，常因地层侧向土压力造成隧道初支向内凸出变形。在后期二衬结构施工过程中，拆除临时支护后易引起结构变形过大，导致隧道坍塌，进而发展成地面塌方，造成影响地面交通的重大安全事故。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明专利提出一种浅埋暗挖隧道中连接初支与临时支护之间节点所使用的L型格栅拱脚。该L型格栅拱脚能够在隧道初支结构成环过程中及成环后，可增强隧道初支结构与临时支护结构节点处喷射的混凝土的密实度、结构强度、紧密性和稳定性；在隧道二衬施工阶段，可大大降低因拆除临时支护而引起隧道结构变形及坍塌的安全风险。
[0005]为实现上述有益效果，本发明采取的技术方案为:一种浅埋暗挖隧道中连接初支与临时支护之间节点所使用的L型格栅拱脚，包括至少4根与初支格栅等直径的L型钢筋，L型钢筋位于初支与临时支护之间的连接节点位置；L型钢筋的短边焊接于初支的格栅主筋上，作为与临时支护连接的预留连接节点。
[0006]作为优选方案，L型钢筋的短边采用双面焊接法焊接于初支的格栅主筋上。
[0007]作为优选方案，L型钢筋的短边长度为钢筋直径的5倍，L型钢筋的长边长度范围在300?500_内，具体长度由现场实际情况确定。
[0008]作为优选方案，L型格栅拱脚还包括焊接在L型钢筋长边端头的两块角钢，用于通过螺栓将初支与临时支护栓接。
[0009]作为优选方案，上述角钢的端头端面与隧道结构中线平行或垂直。
[0010]作为优选方案，L型格栅拱脚还包括焊接在L型钢筋之间的4根U型筋，用于加固初支结构与临时支护的栓接节点。
[0011]本发明的有益效果是:
(I)本发明采用4根与初支格栅等直径的L型钢筋，使初支与临时支护的格栅节点处的混凝土可以喷射密实，杜绝空洞；在二衬施工过程中拆除临时支护时，结构受力能很好的转移至初支结构上，保证不会引起初支结构变形，杜绝隧道坍塌等安全事故。
[0012](2)本发明的L型钢筋与初支的格栅主筋采用双面焊接，作业空间不受限制，可保证焊接质量山型钢筋的短边长度为钢筋直径的5倍，能满足双面焊接焊缝长度规范要求；而现有技术采用紧贴式连接，需要对钢板进行焊接，由于钢板面积大，且为平面，而初支格栅有一定的弧度，因此二者之间焊接质量不易保证。
[0013](3)本发明的角钢端头端面与隧道结构中线平行或垂直，便于栓接，保证连接质量；格栅钢筋有一定弧度，而现有技术的钢板为直板，后续临时支护连接时连接不紧密，存在安全隐患。
[0014](4)本发明的节点连接端与初支格栅可同时喷射混凝土，增大该节点的钢度与强度，后续临时支护施工时，可大量采用型钢，且该型钢可回收二次利用，降低投资。
[0015](5)后续二衬施工在拆除临时支护时，可先行破除喷射混凝土至节点处，型钢可不拆除，待施工至该处时再破除节点处混凝土并拆除型钢，降低拆除的安全隐患。
【附图说明】
[0016]图1为各种浅埋暗挖隧道结构初支与临时支护及节点的位置。
[0017]图2为现有技术的初支与临时支护节点连接结构。
[0018]图3为本发明的初支与临时支护节点连接结构，即L型格栅拱脚。
[0019]其中:1、初支，2、临时支护，3、连接节点，4、初支结构喷射混凝土的不密实区域，5、初支混凝土喷射方向，6、焊接连接钢板，7、初支的格栅主筋，8、L型钢筋，9、角钢。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图进一步说明本发明的实施例。
[0021]图1为目前浅埋暗挖隧道施工中常见的几种结构形式，详细表述了初支I与临时支护2之间的关系及位置，以及常见连接节点3的设计部位。其中初支I为永久结构，临时支护2是施工过程中的临时结构，在后续二衬施工作业时需拆除，初支I与临时支护2之间通过连接节点3连接，形成整体受力结构。
[0022]图2为现有技术中初支I与临时支护2之间的连接结构，具体为在格栅加工时，通过在初支的格栅主筋7内侧上面焊接一整块钢板6，相对应的临时支护端头也焊接一块相同的钢板6。在隧道开挖施工时，初支格栅与临时支护安装好后，由隧道内部垂直于格栅方向喷射混凝土，因钢板6面积较大，钢板6后面的区域会形成喷射盲区，导致混凝土无法喷射密实，形成空洞及松散区域4，存在质量隐患。而后续二衬施工时需拆除临时支护2，将导致初支I在连接节点3处向内凸出变形，近而引发坍塌等安全事故。
[0023]图3为本发明的初支与临时支护节点连接结构，即L型格栅拱脚。初支格栅上的连接节点3处焊接有4根与初支格栅主筋同直径的L型钢筋8 ;L型钢筋8的短边长度为钢筋直径的5倍，从而满足双面焊接焊缝长度规范要求；长边长度范围为300?500mm，具体长度由现场实际情况确定。L型钢筋8的长边端头采用两块角钢9与之焊接，作为初支结构与临时支护的栓接节点。在角钢9端头与L型钢筋之间焊接4根U型筋，来加固初支结构与临时支护的栓接节点端头。角钢的端头端面与隧道结构中线平行或垂直，便于栓接，以保证连接质量。在隧道施工时，L型格栅拱脚因没有钢板的遮挡，喷射的混凝土 5能将该处喷射密实，从而消除空洞松散区域4，既能够保证初支结构的质量，又能在后续二衬施工拆除临时支护2时不出现初支结构I凸出变形及坍塌的问题，消除安全隐患。
[0024]由于L型格栅拱脚的尺寸最长不超过500mm，且喷射混凝土与初支结构同步，因此该处强度能够得到很好的保证；后续安装的临时支护2便可以采用型钢，在控制变形的同时，还可以回收二次利用，降低投资。
[0025]因中部临时支护大量采用型钢，在后期拆除时，可先破除型钢部分的喷射混凝土，在临时支护型钢拆除时再破除连接节点处的少量混凝土，既可加快施工进度，又能保证拆除安全。
【主权项】
1.一种浅埋暗挖隧道中连接初支与临时支护之间节点所使用的L型格栅拱脚，其特征在于，该L型格栅拱脚包括位于初支与临时支护之间节点的至少4根L型钢筋，L型钢筋的短边固定连接于初支的格栅主筋上。2.如权利要求1所述的L型格栅拱脚，L型钢筋的直径与初支的格栅主筋相等。3.如权利要求1所述的L型格栅拱脚，其特征在于，L型钢筋的短边采用双面焊接法焊接于初支的格栅主筋上。4.如权利要求1所述的L型格栅拱脚，其特征在于，L型钢筋的短边长度为钢筋直径的5倍，L型钢筋的长边长度范围在300?500mm内。5.如权利要求1至4中任一项所述的L型格栅拱脚，其特征在于，L型格栅拱脚还包括焊接在L型钢筋长边端头的两块角钢。6.如权利要求5所述的L型格栅拱脚，其特征在于，角钢的端头端面与隧道结构中线平行或垂直。7.如权利要求5所述的L型格栅拱脚，其特征在于，L型格栅拱脚还包括焊接在L型钢筋之间的4根U型筋。
【文档编号】E21D11/18GK106014457SQ201510129614
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年3月24日
【发明人】董长明, 张金伟, 郜强, 刘昌用, 刘镜, 程继立, 钟敏, 罗贵林, 赵传瑞
【申请人】中铁隆工程集团有限公司, 中铁隧道勘测设计院有限公司