一种隧道仰拱加固装置的制作方法

本实用新型涉及公路隧道加固技术领域，尤其涉及一种隧道仰拱加固装置。

背景技术：

在高地应力或膨胀岩地区修建的公路隧道在通车运营后经常出现各种结构病害，其中路面隆起变形是常见病害之一。隧道仰拱开裂变形或未设置仰拱均可能导致路面隆起，使隧道衬砌结构发生破坏，严重时可能导致隧道整体失稳，危及运营安全。当路面隆起变形后，目前常采用置换仰拱法或增设仰拱法进行处治，但这些方法技术流程复杂、施工难度大、施工进度慢、工程费用高、阻断交通时间长，妨碍到公路的正常运营，造成较大经济损失及社会影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种隧道仰拱加固装置，以解决现有技术中存在的技术流程复杂、施工难度大、施工进度慢、工程费用高、阻断交通时间长的技术问题。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种隧道仰拱加固装置，包括组合式钢拱架和浇筑于所述组合式钢拱架上的混凝土层，所述组合式钢拱架包括：

横向支撑，沿隧道的断面环向延伸；

支座，两个所述支座分别连接于所述横向支撑的两端；

连接支撑，其一端与所述支座连接，另一端与隧道的初支拱架连接。

其中，所述支座采用四块钢板焊接成梯形，包括相互平行的短边钢板和长边钢板以及连接所述短边钢板和长边钢板的两侧边钢板。

其中，所述长边钢板与所述横向支撑连接。

其中，所述连接支撑包括三根型钢，所述三根型钢的一端分别与所述短边钢板和两侧边钢板连接，另一端与所述初支拱架焊接。可根据工程实际需要，设计两侧边钢板相对于长边钢板的角度，适用范围广。

其中，所述横向支撑与支座之间、所述支座与连接支撑之间均采用高强螺栓连接。

其中，所述混凝土层包括两端厚段、中间薄段以及由所述两端厚段向所述中间薄段逐渐过渡的过渡段。保证与隧道既有的初支拱架、二衬形成封闭承载结构。

其中，所述中间薄段与隧道的二衬厚度相同。

其中，所述组合式钢拱架为多个并沿隧道的纵向均匀间隔分布。

其中，所述横向支撑采用I22a型钢制成。

其中，所述连接支撑采用I18型钢制成。

本实用新型提出的隧道仰拱加固装置，封闭式承载结构，支护强度高，能提高衬砌结构整体承载力和稳定性，有效约束隧道横向收敛变形；与置换仰拱法和增设仰拱法相比，工程造价低、施工进度快、对隧道正常运营影响小，加工简单，安装方便，只对路面隆起变形部分进行修复，节约成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的隧道仰拱加固装置的俯视结构示意图；

图2是本实用新型提供的隧道仰拱加固装置的侧视结构示意图。

图中：

1、组合式钢拱架；2、混凝土层；3、初支拱架；4、二衬；

11、横向支撑；12、支座；13、连接支撑。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

参见图1和图2，一种隧道仰拱加固装置，包括组合式钢拱架1和浇筑于组合式钢拱架1上的混凝土层2，组合式钢拱架1包括横向支撑11、支座12和连接支撑13。两个组合式钢拱架1之间的间距根据隧道实际情况确定。

横向支撑11沿隧道的断面环向延伸；横向支撑11的两端焊接有预留四个螺栓孔的钢板。在本实施例中，横向支撑11设置一个，节约材料。

两个支座12分别连接于横向支撑11的两端；支座12采用四块钢板焊接成梯形，包括相互平行的短边钢板和长边钢板以及连接短边钢板和长边钢板的两侧边钢板。每块钢板上均预留有四个对应的螺栓孔。其中，长边钢板与横向支撑11连接。

连接支撑13一端与支座12连接，另一端与隧道的初支拱架3焊接牢固，整体受力，增加稳定性。连接支撑13包括三根型钢，三根型钢的一端分别与短边钢板和两侧边钢板连接，另一端与初支拱架3焊接。连接支撑13端头的间距与初支拱架3间距相同。可根据工程实际需要，设计两侧边钢板与长边钢板之间的夹角，适用范围广。

横向支撑11与支座12之间、支座12与连接支撑13之间均采用高强螺栓连接。组装灵活方便，便于安装拆卸。工程造价低、施工进度快、对隧道正常运营影响小，加工简单，安装方便，只对路面隆起变形部分进行修复，节约成本。

混凝土层2包括两端厚段、中间薄段以及由两端厚段向中间薄段逐渐过渡的过渡段。具体施工时，凿除路面变形部分的混凝土，安装组合式钢拱架1，完成后现场浇筑仰拱混凝土。中间薄段与隧道的二衬4厚度相同，连接支撑13和初支拱架3的连接处受力较大，因此需要增大浇筑厚度，保证与隧道既有的初支拱架3、二衬4形成封闭承载结构，支护强度高，能提高衬砌结构整体承载力和稳定性，有效约束隧道横向收敛变形。改善了上部支护结构的受力条件，一方面将隧道上部的地层压力通过隧道边墙结构或将路面上的载荷有效的传递到地下，另一方面还能有效的抵抗隧道下部地层传来的反力。

在本实施例中，组合式钢拱架为多个并沿隧道的纵向均匀间隔分布。横向支撑11采用I22a型钢制成。连接支撑13采用I18型钢制成。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。