一种隧道深埋中心水沟支护结构及支护施工方法与流程

本发明属于支护结构及支护施工方法领域，具体涉及一种隧道深埋中心水沟支护结构及支护施工方法。

背景技术：

近年来，我国修建并规划了多条严寒或寒冷地区铁路，而寒区铁路隧道大多采用深埋中心水沟排水方式，以降低冻害发生的风险。然而，深埋中心水沟设置于仰拱以下，使其施工过程是在隧道初期支护不闭合成环的情况下施作，在软弱围岩情况下，若施工方法不当，将降低隧道支护结构的整体稳定性，且可能会引发支护结构变形破坏，进而给隧道施工造成安全隐患。

技术实现要素：

本发明为解决现有技术存在的问题而提出，其目的是提供一种隧道深埋中心水沟支护结构及支护施工方法。

本发明的技术方案是：一种隧道深埋中心水沟支护结构，包括初期支护先施作钢架，所述初期支护先施作钢架沿隧道方向间隔设置，初期支护先施作钢架下部形成后期安装初期支护后施作钢架的缺口，初期支护先施作钢架之间通过纵向加强梁相连，所述初期支护先施作钢架下端设置有中心水沟钢架。

所述中心水沟钢架中设置有中心排水管基座，所述中心排水管基座上端设置有中心排水管和级配碎石，所述级配碎石上端设置有保温混凝土。

所述初期支护先施作钢架、纵向加强梁结合处设置有锁脚锚杆。

所述初期支护先施作钢架与初期支护后施作钢架通过ⅰ号连接板相连。

所述初期支护先施作钢架与初期支护后施作钢架结合处外壁均设置有ⅰ号连接板，螺栓螺母组件穿过ⅰ号连接板对其进行固定。

所述初期支护先施作钢架与中心水沟钢架通过ⅱ号连接板相连。

所述初期支护先施作钢架下侧外壁以及中心水沟钢架端部外壁均设置有ⅱ号连接板，螺栓螺母组件穿过ⅱ号连接板对其进行固定。

一种隧道深埋中心水沟支护结构的支护施工方法，包括以下步骤：

ⅰ施作未封闭的薄壳整体支护

在初期支护先施作钢架未封闭成环的情况下，采用纵向加强梁连接沿隧道方向的初期支护先施作钢架，并在初期支护先施作钢架、纵向加强梁交错部位施作锁脚锚管，使未封闭的数榀钢架形成稳定的薄壳整体支护体系。

ⅱ开挖中心水沟部位土石并施作中心水沟钢架

在薄壳支护体系保护下开挖中心水沟部位土石，施作中心水沟钢架，并通过ⅰ号连接板与初期支护已施作钢架进行可靠的连接，最后完成深埋中心水沟部位的喷射混凝土。

ⅲ安放中心排水管

在初期支护先施作钢架与中心水沟钢架连接形成封闭支护体系下，铺设中心水管基座，在中心水管基座上安放中心排水管，并在中心排水管的上部设置级配碎石和保温混凝土。

ⅳ施作初期支护后施作钢架

最后采用ⅱ号连接板将与深埋中心水沟对应的初期支护后施作钢架与初期支护先施作钢架相连接。

ⅴ完成施工

喷射混凝土，完成深埋中心水沟地段的开挖与支护。

所述初期支护先施作钢架、纵向加强梁组合成未封闭的数榀钢架。

所述初期支护先施作钢架、纵向加强梁、锁脚锚杆组合成薄壳整体支护体系。

本发明针对寒冷及严寒地区隧道深埋中心水沟地段进行开挖支护，本发明设计理念新颖、措施合理、效果显著，很好的解决了隧道深埋中心水沟地段的开挖施工在仰拱初期支护在不封闭成环的情况下安全、快速施工问题，确保隧道支护结构的稳定可靠，应用前景广阔。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1中沿i-i线的剖视图；

图3是图1中沿ii-ii线的剖视图；

图4是图1中a部的结构放大示意图；

图5是图1中b部的结构放大示意图；

图6是本发明的支护施工方法流程图；

其中：

1初期支护先施作钢架2纵向加强梁

3锁脚锚杆4中心水沟部位土石

5中心水沟钢架6中心排水管基座

7中心排水管8级配碎石

9保温混凝土10初期支护后施作钢架

11ⅰ号连接板12ⅱ号连接板。

具体实施方式

以下，参照附图和实施例对本发明进行详细说明：

如图1~5所示，一种隧道深埋中心水沟支护结构，包括初期支护先施作钢架1，所述初期支护先施作钢架1沿隧道方向间隔设置，初期支护先施作钢架1下部形成后期安装初期支护后施作钢架10的缺口，初期支护先施作钢架1之间通过纵向加强梁2相连，所述初期支护先施作钢架1下端设置有中心水沟钢架5。

所述初期支护先施作钢架1、初期支护后施作钢架10组合后呈环状。

所述初期支护先施作钢架1等间距均布。

所述中心水沟钢架5中设置有中心排水管基座6，所述中心排水管基座6上端设置有中心排水管7和级配碎石8，所述级配碎石8上端设置有保温混凝土9。

所述中心水沟钢架5横截面呈敞开状。

所述初期支护先施作钢架1、纵向加强梁2结合处设置有锁脚锚杆3。

所述初期支护先施作钢架1与初期支护后施作钢架10通过ⅰ号连接板11相连。

所述初期支护先施作钢架1与初期支护后施作钢架10结合处外壁均设置有ⅰ号连接板11，螺栓螺母组件穿过ⅰ号连接板11对其进行固定。

所述初期支护先施作钢架1与中心水沟钢架5通过ⅱ号连接板12相连。

所述初期支护先施作钢架1下侧外壁以及中心水沟钢架5端部外壁均设置有ⅱ号连接板12，螺栓螺母组件穿过ⅱ号连接板12对其进行固定。

如图6所示，一种隧道深埋中心水沟支护结构的支护施工方法，包括以下步骤：

ⅰ施作未封闭的薄壳整体支护

在初期支护先施作钢架1未封闭成环的情况下，采用纵向加强梁2连接沿隧道方向的初期支护先施作钢架1，并在初期支护先施作钢架1、纵向加强梁2交错部位施作锁脚锚管3，使未封闭的数榀钢架形成稳定的薄壳整体支护体系。

ⅱ开挖中心水沟部位土石并施作中心水沟钢架

在薄壳支护体系保护下开挖中心水沟部位土石4，施作中心水沟钢架5，并通过ⅰ号连接板11与初期支护已施作钢架1进行可靠的连接，最后完成深埋中心水沟部位的喷射混凝土。

ⅲ安放中心排水管

在初期支护先施作钢架1与中心水沟钢架5连接形成封闭支护体系下，铺设中心水管基座6，在中心水管基座6上安放中心排水管7，并在中心排水管7的上部设置级配碎石8和保温混凝土9。

ⅳ施作初期支护后施作钢架

最后采用ⅱ号连接板12将与深埋中心水沟对应的初期支护后施作钢架10与初期支护先施作钢架1相连接。

ⅴ完成施工

喷射混凝土，完成深埋中心水沟地段的开挖与支护。

所述初期支护先施作钢架1、纵向加强梁2组合成未封闭的数榀钢架。

所述初期支护先施作钢架1、纵向加强梁2、锁脚锚杆3组合成薄壳整体支护体系。

所述薄壳整体支护体系为开挖中心水沟部位土石并施作中心水沟钢架提供了保护，并保证其施工的可行性。

进一步的，所述初期支护先施作钢架1、纵向加强梁2、锁脚锚杆3、中心水沟钢架5形成一个封闭的支护体系，为中心水管基座6的铺设以及中心排水管7的安放提供了保护，并保证其施工的可行性。

中心排水沟施工完成后，在初期支护先施作钢架1的缺口处安装初期支护后施作钢架10，从而使初期支护闭合成环。

本发明针对寒冷及严寒地区隧道深埋中心水沟地段进行开挖支护，本发明设计理念新颖、措施合理、效果显著，很好的解决了隧道深埋中心水沟地段的开挖施工在仰拱初期支护在不封闭成环的情况下安全、快速施工问题，确保隧道支护结构的稳定可靠，应用前景广阔。