本实用新型涉及隧道施工领域，特别是一种连接结构、全环格栅钢架及隧道。
背景技术：
目前，隧道与地下工程通常以“新奥法”作为理论基础指导隧道工程的支护设计与现场施工，即充分发挥围岩的自承载能力，一方面允许围岩发生变形以进行应力释放，另一方面利用锚杆和喷射混凝土作为初期支护结构限制围岩发生过大变形，概括为初期支护和围岩共同承载。
当围岩状况较差时，需要设置钢拱架作为初期支护的加强支护结构，钢拱架加强支护通常采用型钢钢架和格栅钢架。型钢钢架施工简单，其截面惯性矩较大，钢架本身的支护线刚度较大，但与喷射混凝土的结合力较差，其与喷射混凝土进行联合受力时协同作用效果较差，在喷射混凝土内的骨架效果较差，通常不能有效的发挥喷射混凝土的作用。而格栅钢架尽管截面惯性矩和本身线刚度相对更小，但其与喷混凝土的结合性能较好，对混凝土的骨架作用较强，整体增强了喷射混凝土的承载能力，尽可能发挥喷射混凝土本身的抗压能力较强的特性。
在高铁双线隧道支护结构设计施工中，由于断面较大，一整环钢架重量较大，且限于空间问题，无法将一整环钢架一次性安装到位，通常需要将钢架截断为多个单元，再将多个单元采用不同的接头进行连接，但在接头处通常是一整环钢架的薄弱环节。在软质围岩中，采用全环格栅钢架并喷射混凝土形成闭合初期支护结构，能够有效抑制软质围岩变形，因此，需要一种新的接头来连接边墙和仰拱过渡段的不同钢架单元。
技术实现要素：
本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的在高铁双线隧道支护结构设计施工中，由于断面较大，支护所采用的全环格栅钢架分多个单元拼装，需要一种新的接头来连接边墙和仰拱过渡段的不同钢架单元，减小隧道底部上鼓的问题，提供一种连接结构、全环格栅钢架及隧道。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种连接结构，包括第一钢板和第二钢板，所述第一钢板上设置至少两个安装孔，所述第二钢板上设置至少两个配合孔，所有所述安装孔和配合孔数量以及大小相互适配，所述第一钢板用于焊接于格栅钢架边墙单元下端部的内侧壁上，所述第二钢板用于焊接于格栅钢架仰拱过渡单元的端部，以使所述边墙单元下端部与所述仰拱过渡单元的端部具有夹角β，且30°≤β≤45°，所述第一钢板和所述第二钢板平行设置，所述第一钢板和所述第二钢板上对应的所有所述安装孔和配合孔通过螺栓与配套的螺母相互连接。
其中，在工厂预制时，所述第一钢板焊接于所述边墙单元下端部的内侧壁上、所述第二钢板焊接于所述仰拱过渡单元的端部，或者预制构件运输到隧道施工外部场地时，所述第一钢板焊接于所述边墙单元下端部的内侧壁上、所述第二钢板焊接于所述仰拱过渡单元的端部，将所述边墙单元和所述仰拱过渡单元运输到施工的隧道内部后，将所述第一钢板和所述第二钢板螺栓连接。
采用本实用新型所述的一种连接结构，使得所述仰拱过渡单元端部连接于所述边墙单元下端部内侧壁上，且所述仰拱过渡单元与所述边墙单元之间具有夹角，使得全环拱墙格栅钢架下部相对于圆形收敛，能够有效减少隧道下方开挖方量，降低开挖成本，同时有效对高铁双线隧道的大断面形成闭合初期支护结构，抑制围岩变形，该连接结构在隧道内采用螺栓连接，方式简单，避免高瓦斯隧道内焊接接头作业风险较高可能引发的事故。
优选地，35°≤β≤40°。
优选地，所述第二钢板连接所述仰拱过渡单元的面上焊接两个L型连接件，两个所述L型连接件相对设置，每个所述L型连接件的一面用于焊接于所述仰拱过渡单元。
优选地，所有所述配合孔分布于两个所述L型连接件与所述第二钢板的连接面上。
优选地，所有所述配合孔均匀分布于两个所述L型连接件与所述第二钢板的连接面上。
优选地，每个所述L型连接件与所述第二钢板的连接面上均匀设置四个所述配合孔。
优选地，每个所述L型连接件为角钢。
优选地，该连接结构还包括若干个U型连接件，所述仰拱过渡单元包括四根主筋，每相邻两个所述主筋之间焊接至少一个所述U型连接件。
优选地，每个所述U型连接件的两边焊接于相邻两个所述主筋相对的内侧。
优选地，每个所述U型连接件为U型连接筋。
本实用新型还提供了一种隧道全环格栅钢架，包括一个拱顶单元、两个边墙单元、两个仰拱过渡单元和一个仰拱单元，所述拱顶单元的两端分别连接一个所述边墙单元的上端，每个所述边墙单元的下端与对应一个所述仰拱过渡单元的端部采用如以上任一项所述的连接结构相互连接，两个所述仰拱过渡单元的另一端分别连接所述仰拱单元的端部，相互连接的所述边墙单元(20)的纵轴与所述仰拱过渡单元(30)的纵轴形成夹角β，且30°≤β≤45°。
采用本实用新型所述的一种隧道全环格栅钢架，所述仰拱过渡单元端部使用上述连接结构连接于所述边墙单元下端部内侧壁上，且所述仰拱过渡单元与所述边墙单元之间具有夹角，使得全环拱墙格栅钢架下部相对于圆形收敛，能够有效减少隧道下方开挖方量，降低开挖成本，同时有效对高铁双线隧道的大断面形成闭合初期支护结构，抑制围岩变形，该格栅钢架在隧道内采用螺栓连接，方式简单，避免高瓦斯隧道内焊接接头作业风险较高可能引发的事故。
优选地，该隧道全环格栅钢架的截面高度通常为15cm、16cm或者 18cm。
优选地，每个所述拱顶单元、每个所述边墙单元、每个所述仰拱过渡单元和每个所述仰拱单元均包括四根主筋，四个所述主筋之间采用若干个八字结和若干个箍筋连接。
优选地，每个所述主筋采用HRB400钢筋材质，直径通常为20mm、 22mm或者25mm。
优选地，每个所述八字结采用HRB400钢筋材质，直径通常为12mm或者 14mm。
优选地，每个所述箍筋采用HPB300钢筋材质，直径通常为8mm或者 10mm。
优选地，所述拱顶单元断面的圆心角度为150°，所述拱顶单元包括三个断面圆心角度为50°的拱顶节段，三个所述拱顶节段依次连接。
优选地，一个所述拱顶单元、两个所述边墙单元、两个所述仰拱过渡单元和一个所述仰拱单元拼接成环后，每个所述边墙单元的下端部设置至少一个锁脚锚管。
本实用新型还提供了一种隧道，隧道围岩面上设有初喷砼层，所述初喷砼层的另一侧连接如以上任一项所述的隧道全环格栅钢架，所述隧道全环格栅钢架的另一侧连接复喷砼层，所述复喷砼层的另一侧连接防水板及土工布，所述防水板及土工布的一侧设置二次衬砌。
采用本实用新型所述的一种隧道，使用上述全环格栅钢架初期支护，其中所述仰拱过渡单元端部连接于所述边墙单元下端部内侧壁上，且所述仰拱过渡单元与所述边墙单元之间具有夹角，使得全环拱墙格栅钢架下部相对于圆形收敛，能够有效减少隧道下方开挖方量，降低开挖成本，同时有效对高铁双线隧道的大断面形成闭合初期支护结构，抑制围岩变形，该格栅钢架在隧道内采用螺栓连接，方式简单，避免高瓦斯隧道内焊接接头作业风险较高可能引发的事故。
优选地，所述初喷砼层、所述隧道全环格栅钢架、所述复喷砼层和所述防水板及土工布构成隧道的初期支护，所述初期支护和所述二次衬砌之间具有预留变形空间。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、运用本实用新型所述的一种连接结构，使得所述仰拱过渡单元端部连接于所述边墙单元下端部内侧壁上，且所述仰拱过渡单元与所述边墙单元之间具有夹角，使得全环拱墙格栅钢架下部相对于圆形收敛，能够有效减少隧道下方开挖方量，降低开挖成本，同时有效对高铁双线隧道的大断面形成闭合初期支护结构，抑制围岩变形，该连接结构在隧道内采用螺栓连接，方式简单，避免高瓦斯隧道内焊接接头作业风险较高可能引发的事故；
2、运用本实用新型所述的一种隧道全环格栅钢架，所述仰拱过渡单元端部使用上述连接结构连接于所述边墙单元下端部内侧壁上，且所述仰拱过渡单元与所述边墙单元之间具有夹角，使得全环拱墙格栅钢架下部相对于圆形收敛，能够有效减少隧道下方开挖方量，降低开挖成本，同时有效对高铁双线隧道的大断面形成闭合初期支护结构，抑制围岩变形，该格栅钢架在隧道内采用螺栓连接，方式简单，避免高瓦斯隧道内焊接接头作业风险较高可能引发的事故；
3、运用本实用新型所述的一种隧道，使用上述全环格栅钢架初期支护，其中所述仰拱过渡单元端部连接于所述边墙单元下端部内侧壁上，且所述仰拱过渡单元与所述边墙单元之间具有夹角，使得全环拱墙格栅钢架下部相对于圆形收敛，能够有效减少隧道下方开挖方量，降低开挖成本，同时有效对高铁双线隧道的大断面形成闭合初期支护结构，抑制围岩变形，该格栅钢架在隧道内采用螺栓连接，方式简单，避免高瓦斯隧道内焊接接头作业风险较高可能引发的事故。
附图说明
图1为本实用新型所述的连接结构的结构示意图；
图2为图1中A-A剖视示意图；
图3为本实用新型所述的隧道全环格栅钢架的结构示意图；
图4为图3中拱顶单元、边墙单元、仰拱过渡单元和仰拱单元的结构示意图；
图5为本实用新型所述的隧道的局部断面结构示意图。
图中标记：1-第一钢板，2-第二钢板，3-螺栓，4-L型连接件，5-U型连接件，10-拱顶单元，20-边墙单元，30-仰拱过渡单元，40-仰拱单元，50-八字结，60-箍筋，70-锁脚锚管，100-初喷砼层，200-复喷砼层，300-防水板及土工布，400-二次衬砌，500-预留变形空间。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1-2所示，本实用新型所述的一种连接结构，包括16mm厚的第一钢板1和16mm厚的第二钢板2。
所述第一钢板1上设置八个直径29mm的安装孔，所述第二钢板2上设置八个直径29mm的配合孔，所述第一钢板1用于焊接于格栅钢架边墙单元20 下端部的内侧壁上，所述第二钢板2用于焊接于格栅钢架仰拱过渡单元30的端部，以使所述边墙单元20下端部与所述仰拱过渡单元30的端部具有夹角β，且β＝35°，所述第一钢板1和所述第二钢板2平行设置，所述第一钢板1 和所述第二钢板2上对应的所有所述安装孔和配合孔通过M27×70mm的螺栓 3与配套的螺母相互连接。
其中，在工厂预制时，所述第一钢板1焊接于所述边墙单元20下端部的内侧壁上、所述第二钢板2焊接于所述仰拱过渡单元30的端部，将所述边墙单元20和所述仰拱过渡单元30运输到施工的隧道内部后，将所述第一钢板1 和所述第二钢板2螺栓连接。
作为本实施例的一个优选方案，所述第二钢板2连接所述仰拱过渡单元30 的面上焊接两个L型连接件4，两个所述L型连接件4相对设置，每个所述L 型连接件4的一面用于焊接于所述仰拱过渡单元30，所有所述配合孔均匀分布于两个所述L型连接件4与所述第二钢板2的连接面上，每个所述L型连接件 4与所述第二钢板2的连接面上均匀设置四个所述配合孔，每个所述L型连接件4为10#角钢；该连接结构还包括若干个U型连接件5，所述仰拱过渡单元 30包括四根主筋，每相邻两个所述主筋之间焊接至少一个所述U型连接件5，每个所述U型连接件5的两边焊接于相邻两个所述主筋相对的内侧，每个所述 U型连接件5为直径14mm的U型连接筋。
运用本实用新型所述的一种连接结构，使得所述仰拱过渡单元30端部连接于所述边墙单元20下端部内侧壁上，且所述仰拱过渡单元30与所述边墙单元20之间具有夹角，使得全环拱墙格栅钢架下部相对于圆形收敛，能够有效减少隧道下方开挖方量，降低开挖成本，同时有效对高铁双线隧道的大断面形成闭合初期支护结构，抑制围岩变形，该连接结构在隧道内采用螺栓连接，方式简单，避免高瓦斯隧道内焊接接头作业风险较高可能引发的事故。
实施例2
如图3-4所示，本实用新型所述的一种隧道全环格栅钢架，包括一个拱顶单元10、两个边墙单元20、两个仰拱过渡单元30和一个仰拱单元40。
所述拱顶单元10的两端分别连接一个所述边墙单元20的上端，每个所述边墙单元20的下端与对应一个所述仰拱过渡单元30的端部采用如实施例1所述的连接结构相互连接，两个所述仰拱过渡单元30的另一端分别连接所述仰拱单元40的端部，相互连接的所述边墙单元(20)的纵轴与所述仰拱过渡单元 (30)的纵轴形成夹角β，且30°≤β≤45°。
作为本实施例的一个优选方案，该隧道全环格栅钢架的截面高度为 16cm；每个所述拱顶单元10、每个所述边墙单元20、每个所述仰拱过渡单元 30和每个所述仰拱单元40均包括四根主筋，四个所述主筋之间采用若干个八字结50和若干个箍筋60连接，每个所述主筋采用HRB400钢筋材质，直径为 20mm，每个所述八字结50采用HRB400钢筋材质，直径为12mm，每个所述箍筋60采用HPB300钢筋材质，直径为8mm。所述拱顶单元10断面的圆心角度为150°，所述拱顶单元10包括三个断面圆心角度为50°的拱顶节段，三个所述拱顶节段依次连接。一个所述拱顶单元10、两个所述边墙单元20、两个所述仰拱过渡单元30和一个所述仰拱单元40拼接成环后，每个所述边墙单元20的下端部设置至少一个直径42mm的锁脚锚管70。
运用本实用新型所述的一种隧道全环格栅钢架，所述仰拱过渡单元30端部使用上述连接结构连接于所述边墙单元20下端部内侧壁上，且所述仰拱过渡单元30与所述边墙单元20之间具有夹角，使得全环拱墙格栅钢架下部相对于圆形收敛，能够有效减少隧道下方开挖方量，降低开挖成本，同时有效对高铁双线隧道的大断面形成闭合初期支护结构，抑制围岩变形，该格栅钢架在隧道内采用螺栓连接，方式简单，避免高瓦斯隧道内焊接接头作业风险较高可能引发的事故。
实施例3
如图5所示，本实用新型所述的一种隧道，隧道围岩面上设有初喷砼层 100。
所述初喷砼层100的另一侧连接如实施例2所述的隧道全环格栅钢架，所述隧道全环格栅钢架的另一侧连接复喷砼层200，所述复喷砼层200的另一侧连接防水板及土工布300，所述防水板及土工布300的一侧设置二次衬砌 400。
作为本实施例的一个优选方案，所述初喷砼层100、所述隧道全环格栅钢架、所述复喷砼层200和所述防水板及土工布300构成隧道的初期支护，所述初期支护和所述二次衬砌400之间具有预留变形空间500。
运用本实用新型所述的一种隧道，使用上述全环格栅钢架初期支护，其中所述仰拱过渡单元30端部连接于所述边墙单元20下端部内侧壁上，且所述仰拱过渡单元30与所述边墙单元20之间具有夹角，使得全环拱墙格栅钢架下部相对于圆形收敛，能够有效减少隧道下方开挖方量，降低开挖成本，同时有效对高铁双线隧道的大断面形成闭合初期支护结构，抑制围岩变形，该格栅钢架在隧道内采用螺栓连接，方式简单，避免高瓦斯隧道内焊接接头作业风险较高可能引发的事故。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。