一种用于减小隧道明洞开挖临时放坡的棚架结构的制作方法

本实用新型涉及一种隧道开挖过程中的临时支护结构，具体涉及一种用于减小隧道明洞开挖临时放坡的棚架结构。

背景技术：
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在隧道进洞之前，为确保洞口位置的稳定及明洞施工的作业空间，往往要进行临时边坡与仰坡的开挖，放坡坡率比路基一般的永久边坡坡率大，为1:0.5～1:0.75。在洞口无明显偏压、隧道轴线与地形等高线正交时，该进洞方法较为合理，临时放坡开挖量不大且后期回填处理也较为容易。但是，受路线整理方案的影响，隧道轴线与地表等高线小角度斜交进洞的情况也经常出现，在这种情况下，洞口位置地表横向坡度较大，传统的临时放坡方案便显的极不合理。在地表横向坡度较大时，隧道在进洞之前的段落往往一侧进行较小的放坡，而另一侧要进行三级四级或者更高的刷坡(见附图3)，本身而言，刷坡是为了保证隧道进洞口的稳定性，这样的高边坡方案适得其反反而增大了洞口的安全隐患，并且，进行洞口的高边坡刷坡对洞口的原有景观破坏严重，不符合绿色环保的设计理念，后期进行回填或者绿化也都会比较困难。

技术实现要素：
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本实用新型的目的是提供一种用于减小隧道明洞开挖临时放坡的棚架结构，其能够在保证隧道洞口安全的情况下，最大限度减小单侧临时边坡的高度及开挖量，同时保护了洞口自然景观，避免了后期复杂的回填与绿化工作，节约了工程费用。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案来实现：

一种用于减小隧道明洞开挖临时放坡的棚架结构，包括设置在隧道拱顶的支护钢板，用于支撑支护钢板的钢架立柱，用于固定钢架立柱的钢架横梁，以及用于加强固定支护钢板与支护钢板、支护钢板与支护钢板以及支护钢板与钢架横梁的钢架斜撑。

本实用新型进一步的改进在于，支护钢板由多层钢板通过固定螺栓连接在一起制成。

本实用新型进一步的改进在于，钢架立柱钢架横梁和钢架斜撑均采用工字钢制成。

本实用新型进一步的改进在于，该棚架结构的顶部高于明洞顶部0.5m，支护钢板的厚度为1cm，并设置有坡度。

本实用新型进一步的改进在于，该棚架结构设置在隧道上部开挖山体底部，还包括焊接在支护钢板底部并与两侧的原开挖山体紧贴的一级放坡支撑钢板。

本实用新型进一步的改进在于，还包括焊接在支护钢板顶部并与原开挖山体紧贴的二级放坡支撑钢板。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、施工成本方面：原有技术开挖工程量大，边坡防护费高；本实用新型大大减少开挖及边坡防护费用。

2、施工安全方面：原有技术在高边坡开挖时存在较高的施工安全风险，同时易引发山体坍塌；本实用新型可以减少山体扰动，保持山体的原状结构，减少土石开挖量。

3、环境保护方面：原有技术开挖面大，植被破坏严重，对周边生态环境影响大，弃渣量大，易造成环境污染；本实用新型可以使得开挖时植被破坏小，保护原生态环境，符合生态和谐的理念。

4、施工工期方面：原技术在较大土方量的开挖过程中，会增加隧道施工周期，拖慢工程进度；本实用新型可以在保证工程安全施工的同时，尽可能的减少土石开挖量，相应的也就会减小回填量，因此可以较为理想的缩短施工周期。

5、借助棚架的保护作用，可以增大临时边仰坡的放坡坡率，将临时边仰坡坡率由1:0.5～1:0.75变为1:0.2，从而减小开挖量与后期回填量，最大程度上保护了洞口原有景观。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型结构中固定螺栓详图；

图3为本实用新型主视图；

图4为本实用新型左视图。

图中各标号表示：1–支护钢板、2–钢架立柱、3–钢架横梁、4–钢架斜撑、5–固定螺栓、6–隧道上部开挖山体、7–一级放坡支撑钢板、8–二级放坡支撑钢板、9–隧道、10–原放坡坡率、11–原开挖山体。

具体实施方式：

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例参见图1、图2、图3及图4，一种用于减小隧道明洞开挖临时放坡的棚架结构，包括隧道拱顶的支护钢板1，及其与其连接的钢架立柱2，钢架横梁3，钢架斜撑4和固定螺栓5；还包括一二级支撑钢板7，8，二者之间以及与隧道拱顶上部钢板均通过焊接连接在一起。

顶板钢板1、钢架立柱2，钢架横梁3和钢架斜撑4均采用隧道施工常用的工字钢制作。顶部支撑结构的工字钢沿沿隧道纵向布置间距为1.5m。

施工时，主要包括如下步骤：

在明洞上部地层6开挖后，进行隧道拱顶上部钢板1的施工，该结构包括隧道拱顶顶部钢板和下部承载结构，施工时高于明洞顶部0.5m，长度可以根据实际地形进行制作调整。顶部钢板1厚1cm，与两侧边坡有0.5m的搭接平台，保证其不挪动。通过前后两排固定螺栓5将顶部钢板和下部承载结构1连接形成整体，并保证上部钢板具有5％的坡度，用于雨天的自行排水。

进行钢架立柱2，钢架横梁3，钢架斜撑4施工时。钢架立柱2与顶板钢板1的进行焊接连接，并且钢架立柱2底部深入地下一定深度。距离顶板钢板1下方一定距离施做钢架横梁3后，进行两翼对称钢架斜撑4与钢架横梁3及顶部钢板1之间的焊接。

改善原有放坡坡率10和减小开挖山体11的情况下，隧道明洞开挖放坡坡率达到1:0.2后，随后进行隧道两翼一二级支撑钢板7，8的施工，一级支撑钢板7底部深入地下一定深度，保证较大承载力，随后在一二级放坡阶段处与二级支撑钢板8和顶部钢板1进行焊接。本实施例中，较原有4级放坡，本实用新型放坡级数为2级，已有较大幅度的较小。

棚架整体结构形成后，下部车辆可以正常通行，进行隧道9的施工。能够保证隧道施工阶段隧道洞口的通畅，避免受不良地质及洞口零时仰坡的稳定性问题影响。最大限度减小单侧临时边坡的高度及开挖量，同时保护了洞口自然景观，避免了后期复杂的回填与绿化工作，节约了工程费用。

综上所述，本实用新型具有如下的优点：

1、所述棚架提前预制好，在边坡仰坡刚刚开挖好后，在保持有原有的、短暂的稳定性时，及时进行挪移到位，并进行边坡的临时支护。

2、所述棚架自身具有一定高度，可以在其下进行明洞衬砌施工。棚架顶部具有一定的坡度5％，可以在降雨天气进行临时的自排水。

3、所述棚架挪移到位后棚架底部深入地下，保证其不挪动，上方钢板与两侧边坡有0.5m的搭接平台，保证衔接平稳，结构自身具有较大的承载能力与较大的刚度。

4、所述棚架能够在隧道施工阶段保证隧道洞口的通畅，避免受不良地质及洞口零时仰坡的稳定性问题影响。顶板可以作为施工作业平台，对上方边仰坡进行临时支护施工工作。