软岩隧道大变形控制初期支护中钢拱架纵向连接结构的制作方法
【专利说明】
一、技术领域
[0001]本实用新型涉及软岩大变形隧道初期支护中钢拱架纵向连接结构，是对现有钢拱架纵向连接结构的改进。
二、【背景技术】
[0002]隧道开挖后，通常在开挖坑道岩壁表面挂网、喷混凝土等形成初期支护，同时对于IV、V、VI级围岩为了增强初期支护的早期刚度，还在初期支护中架立钢拱架来控制围岩有害变形，相邻两榀钢拱架之间通过纵向连接钢筋来连接，形成整体环形封闭结构的连接构件，其主要作用是尽可能地限制钢拱架的刚体位移，使其尽早承担围岩变形引起的压力，保证隧道初期的稳定性。
[0003]软岩大变形隧道中影响初期支护稳定性的不仅是围岩的竖向压力和横向侧向压力，掌子面前方围岩的变形导致的围岩斜向洞内的纵向涌入对初期支护的稳定性起着非常大的影响，而作为初期支护中骨架的钢拱架是否受力稳定则是至关重要的。在初期支护主要承受竖向压力和横向侧向压力的情况下，只要保证单个钢拱架本身在竖向和横向的稳定性就可以满足受力要求，但是对于软岩大变形隧道，掌子面前方围岩的斜向洞内的纵向涌入，不仅要求初期支护要有足够的竖向和横向的稳定性，同时还要求有较高的纵向稳定性。若初期支护的纵向稳定性不足，作为初期支护中骨架的钢拱架受力聚变，掌子面前上方围岩的纵向涌入可能会造成钢拱架的扭曲，而钢拱架纵向连接筋的性能会影响初期支护中钢拱架的整体稳定性，纵向连接筋的受力特性不同，对钢拱架抗扭性能的影响就有较大的差异。因此，采用抗扭性能较大的纵向连接结构在软岩大变形隧道中是很有必要的。
[0004]传统的连接筋是用Φ22或Φ25的螺纹钢筋将相邻两榀钢拱架进行牢固的焊接，环向间距一般为lm，这种情况下连接筋虽然能够提供一定的约束力，但是在软岩大变形隧道中Φ22或Φ25的纵向连接钢筋对相邻两榀钢拱架的约束能力就显得有限，导致初期支护中混凝土和钢拱架不能同步变形，钢拱架抗扭性不能发挥最大作用。只靠现有的抗扭性是无法满足隧道掌子面前上方围岩的纵向涌入的。通过实践证明，当用14a号槽钢代替Φ22或Φ25钢筋时，不仅增大了焊接的有效面积，而且同时提高了初期支护中钢拱架的整体抗扭性，因而钢拱架的稳定性有明显的提高，确保了初期支护的安全。
三、
【发明内容】
[0005]本实用新型是提供一种新型的初期支护中钢拱架纵向连接结构，目的是改变以往连接筋的受力偏弱的状态，提高钢拱架的抗扭性能，从而增强初期支护对围岩变形的约束能力，提高施工的安全性和结构的稳定性。
[0006]实现本实用新型而采用的技术方案为:
[0007]软岩隧道大变形控制初期支护中钢拱架纵向连接结构，包括钢拱架(1)、钢拱架
(2)、纵向连接槽钢(3)，其特征在于:采用槽钢(3)将钢拱架⑴和钢拱架(2)沿着环向相隔一定距离在纵向连接在一起。
[0008]纵向连接槽钢(3)的两端分别焊接在钢拱架⑴和钢拱架(2)的腹板和翼缘上。
[0009]与现有结构相比较具有的优势:采用这种新型的软岩隧道大变形控制初期支护中钢拱架纵向连接结构，增大了纵向连接构件与钢拱架腹板焊接的有效面积，提高了相邻两榀钢拱架之间的纵向连接能力，增加了钢拱架体系的抗扭能力和整体稳定性，使隧道初期支护对围岩变形的约束能力有了较大的提高。
四、【附图说明】
[0010]图1是本实用新型软岩隧道大变形控制初期支护中钢拱架纵向连接结构的三维结构示意图。
[0011]图2是本实用新型软岩隧道大变形控制初期支护中钢拱架纵向连接结构的平面局部放大结构示意图。
五、【具体实施方式】
[0012]参见图1和图2，本实用新型是软岩隧道大变形控制初期支护中钢拱架纵向连接结构，包括钢拱架(I)、钢拱架(2)、纵向连接槽钢(3)，其特征在于:采用槽钢(3)将钢拱架(I)和钢拱架⑵沿着环向相隔一定距离在纵向连接在一起，纵向连接槽钢⑶的两端分别焊接在钢拱架(I)和钢拱架(2)的腹板和翼缘上。
[0013]工作原理:通过采用槽钢代替螺纹钢筋进行初期支护中钢拱架的纵向连接，增加了焊接有效面积，加强了钢拱架的纵向连接，提高了初期支护中钢拱架的整体抗扭能力，增加了钢拱架的整体稳定性，提高了隧道初期支护对围岩变形的约束能力，有效的抑制了围岩的变形。
【主权项】
1.软岩隧道大变形控制初期支护中钢拱架纵向连接结构，包括钢拱架(I)、钢拱架(2)、纵向连接槽钢(3)，其特征在于:采用槽钢(3)将钢拱架⑴和钢拱架(2)沿着环向相隔一定距离在纵向连接在一起，纵向连接槽钢(3)的两端分别焊接在钢拱架(I)和钢拱架(2)的腹板和翼缘上。
【专利摘要】本实用新型涉及软岩隧道大变形控制初期支护中钢拱架纵向连接结构，包括钢拱架(1)、钢拱架(2)、纵向连接槽钢(3)，其特征在于：采用槽钢(3)将钢拱架(1)和钢拱架(2)沿着环向相隔一定距离在纵向连接在一起，纵向连接槽钢(3)的两端分别焊接在钢拱架(1)和钢拱架(2)的腹板和翼缘上。采用这种结构，提高了相邻两榀钢拱架之间的连接能力，增加了初期支护中钢拱架体系的抗扭能力和整体稳定性，使隧道初期支护对围岩变形的约束能力有了较大的提高。
【IPC分类】E21D11-18
【公开号】CN204419206
【申请号】CN201420779714
【发明人】邵志远, 李宝成, 徐松, 范春宇, 刘雪冬, 李德武, 马学宁
【申请人】中铁二十二局哈尔滨铁路建设集团有限责任公司, 兰州交通大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2014年11月29日