一种控制隧道软岩大变形的结构的制作方法

本实用新型属于隧道支护技术领域，更具体地说，是涉及一种控制隧道软岩大变形的结构。

背景技术：

在铁路、公路隧道施工过程中，开挖后及时合理有效的支护是隧道安全施工的关键工序。当隧道跨越断层破碎带软弱围岩地质带时，因岩体软弱、地应力较高、岩体节理及施工扰动等多种原因常常发生隧道软岩大面积变形、开挖工作面的失稳的情况，容易造成施工安全事故和质量事故。而现有的锚喷支护连接结构不能有效的控制软弱围岩变形，常常出现隧道拱墙脚下沉、钢拱架屈曲弯折等变形现象，存在极大的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种控制隧道软岩大变形的结构，旨在解决现有的锚喷支护连接结构不能有效的控制软弱围岩变形，常常出现隧道拱墙脚下沉、钢拱架屈曲弯折的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种控制隧道软岩大变形的结构，包括：

边墙拱架；

仰拱拱架，连接所述边墙拱架；

拱架斜撑，朝墙体方向斜向下设于所述边墙拱架的拱脚处；

拱脚靴套，设于所述拱架斜撑的落脚处，所述拱脚靴套一端与所述拱架斜撑相连，另一端与所述边墙拱架及仰拱拱架连接处相连；

锁脚锚杆定位部，用于将锁脚锚杆定位于所述边墙拱架上，所述锁脚锚杆定位部设于所述边墙拱架上的拱架斜撑上方及所述拱架斜撑与仰拱拱架间。

进一步地，第一法兰，为矩形，两个，两个所述第一法兰相互平行设于所述边墙拱架左右两侧，每个所述第一法兰上设有四个安装孔，所述安装孔沿所述第一法兰中心两两对称布置；

套管，四个，所述套管上设有通孔，每个所述套管分别穿设于两个所述第一法兰同一位置的安装孔中并与两个所述安装孔固连。

进一步地，所述通孔内套设所述锁脚锚杆，所述套管与所述锁脚锚杆焊接连接。

进一步地，两个所述第一法兰在所述边墙拱架左右两侧一上一下布置，较靠近所述墙体的所述第一法兰的位置偏下。

进一步地，所述套管中轴线与水平面夹角为20度。

进一步地，所述边墙拱架与所述仰拱拱架通过第二法兰相连，所述拱脚靴套一端固连所述拱架斜撑，另一端固连所述第二法兰。

进一步地，所述拱脚靴套为角形，所述拱脚靴套包括水平放置的底板及设于底板一端并与底板成锐角布置的斜板，所述拱架斜撑的底面及靠近墙体侧的外壁分别与所述拱脚靴套的底板上平面及斜板内壁贴合焊接连接，所述拱脚靴套底板的另一端与所述第二法兰焊接连接。

进一步地，所述边墙拱架上设有第三法兰，所述拱架斜撑借助于所述第三法兰与所述边墙拱架连接。

进一步地，若干所述边墙拱架及与所述边墙拱架对应连接的仰拱拱架沿隧道延伸方向间隔布置，相临两个拱架间通过若干间隔布置的横钢连接。

进一步地，两个相邻所述拱架的相对侧分别间隔布置若干对相对应的定位角钢，相对应的两个所述定位角钢在同一平面上，所述横钢螺纹连接所述定位角钢并焊接连接所述拱架。

本实用新型提供的一种控制隧道软岩大变形的结构的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型增设拱架斜撑和拱脚靴套扩大了拱脚与墙角的接触面积，并将拱脚靴套与边墙拱架及仰拱拱架连接处相连，从而形成稳定的三角支撑，增加了拱脚的强度，有效抵抗了钢拱架下沉；同时在拱架斜撑上方及所述拱架斜撑与仰拱拱架间设置锁脚锚杆定位部及锁脚锚杆，提高了锁脚锚杆的定位精度，增强了钢拱架的稳定性，有效控制了钢拱架的屈曲弯折。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种控制隧道软岩大变形的结构的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种控制隧道软岩大变形的结构的主视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种控制隧道软岩大变形的结构的侧视结构示意图；

图4为图3所示的一种控制隧道软岩大变形的结构的边墙拱架间连接示意图；

图5为本实用新型实施例所采用的定位角钢的安装示意图。

图中：1、边墙拱架；2、第一法兰；3、锁脚锚杆；4、第二法兰；5、仰拱拱架；6、拱脚靴套；7、拱架斜撑；8、套管；9、第三法兰；10、横钢；11、定位角钢。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的一种控制隧道软岩大变形的结构进行说明。所述一种控制隧道软岩大变形的结构包括边墙拱架1、仰拱拱架5、拱架斜撑7、拱脚靴套6、锁脚锚杆定位部，所述仰拱拱架5连接所述边墙拱架1；拱架斜撑7朝墙体方向斜向下设于所述边墙拱架1的拱脚处；拱脚靴套6设于所述拱架斜撑7的落脚处，所述拱脚靴套6一端与所述拱架斜撑7相连，另一端与所述边墙拱架1及仰拱拱架5连接处相连；锁脚锚杆定位部用于将锁脚锚杆3定位于所述边墙拱架1上，所述锁脚锚杆定位部设于所述边墙拱架1上的拱架斜撑7上方及所述拱架斜撑7与仰拱拱架5间。所述锁脚锚杆3借助于锁脚锚杆定位部与所述边墙拱架1相连且其中一端打入墙体。钢拱架为与隧道外形相契合的环形拱架，钢拱架由拱顶、边墙拱架1及仰拱拱架5共同组成。钢拱架两侧均设置有所述拱架斜撑7、拱脚靴套6及锁脚锚杆定位部。

本实用新型提供的一种控制隧道软岩大变形的结构，与现有技术相比，本实用新型增设拱架斜撑7和拱脚靴套6扩大了拱脚与墙角的接触面积，并将拱脚靴套6与边墙拱架1及仰拱拱架5连接处相连，从而形成稳定的三角支撑，增加了拱脚的强度，有效抵抗了钢拱架下沉；同时在拱架斜撑7上方及所述拱架斜撑7与仰拱拱架5间设置锁脚锚杆定位部及锁脚锚杆3，提高了锁脚锚杆3的定位精度，增强了钢拱架的稳定性，有效控制了钢拱架的屈曲弯折。

作为本实用新型提供的一种控制隧道软岩大变形的结构的一种具体实施方式，请参阅图2至图3，所述锁脚锚杆定位部包括第一法兰2、套管8，第一法兰2为矩形，数量为两个，两个所述第一法兰2相互平行设于所述边墙拱架1左右两侧，每个所述第一法兰2上设有四个安装孔，所述安装孔沿所述第一法兰2中心两两对称布置；所述套管8数量为四个，所述套管8上设有通孔，每个所述套管8分别穿设于两个所述第一法兰2同一位置的安装孔中并与两个所述安装孔固连。

第一法兰上2设有螺纹安装孔，根据支护需要预先在边墙拱架1上预留第一法兰2装配孔位，通过螺栓将第一法兰2与边墙拱架1连接，在将两个所述第一法兰2同一位置的两个安装孔通过套管8焊接连接。通过将第一法兰2与边墙拱架1螺纹连接预先定位的方式，使得整个锁脚锚杆定位部对锁脚锚杆3的安装定位更加准确，同时在边墙拱架1加工出厂前预先按图纸加工第一法兰2装配孔位并将第一法兰2及套管8装配完成，从而提高了现场施工的效率，使得现场施工更加方便、快捷。

作为本实用新型提供的一种控制隧道软岩大变形的结构的一种具体实施方式，请参阅图2至图3，所述通孔内套设所述锁脚锚杆3，所述套管8与所述锁脚锚杆3焊接连接。在支护操作前先将边墙拱架1与第一法兰2螺纹连接，再将两个所述第一法兰2同侧的安装孔通过套管8焊接连接，支护时将锁脚锚杆3套设于套管8的通孔中并与所述套管8焊接。

现有技术中采用先施工锁脚锚杆3后焊接连接钢板的方式不仅锁脚锚杆3的角度很难满足设计要求，而且难以保证焊接质量，在软弱围岩地质带容易导致多处支护开裂及屈曲弯折。而本实施例采用第一法兰2定位、套管8导向，同时套管8于锁脚锚杆3弧形面焊接接触，保证了锁脚锚杆3的位置精度及与边墙拱架1的连接质量。

作为本实用新型提供的一种控制隧道软岩大变形的结构的一种具体实施方式，请参阅图2至图3，所述两个第一法兰2在所述边墙拱架1左右两侧一上一下布置，较靠近所述墙体的所述第一法兰2的位置偏下。根据锁脚锚杆3设计要求插入墙体的角度，调整两个第一法兰2上的安装孔的上下距离，从而使得套管8中轴线沿设计方向布置。优选的，所述套管8中轴线与水平面夹角为20度。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，边墙拱架1与仰拱拱架5上均设有第二法兰4，所述边墙拱架1与所述仰拱拱架5通过第二法兰4相连，所述拱脚靴套6一端固连所述拱架斜撑7，另一端固连所述第二法兰4。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，所述拱脚靴套6包括水平放置的底板及设于底板一端并与底板成锐角布置的斜板，所述拱架斜撑7的底面及靠近所述墙体侧外壁分别与所述拱脚靴套6的底板上平面及斜板内壁贴合焊接连接，所述拱脚靴套6底板的另一端与所述第二法兰4焊接连接。通过拱架斜撑7的靠近所述墙体侧外壁与底面分别与所述拱脚靴套6的斜板内壁及底板上平面贴合焊接连接，不仅增大了拱脚靴套6与拱架斜撑7的接触面积，还增大了拱脚与墙脚的接触面积，增加整个支护连接结构的强度，有效避免钢拱架沉降。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图2，所述边墙拱架1上设有第三法兰9，所述拱架斜撑7借助于所述第三法兰9与所述边墙拱架1连接。边墙拱架1首先螺纹连接第三法兰9，而后拱架斜撑7与第三法兰9焊接连接，此种连接方式有利有拱架斜撑7的定位，有效防止直接将拱架斜撑7与边墙拱架1焊接定位不准确，从而与设计要求不符合，影响支撑强度。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，请参阅图4及图5，若干所述边墙拱架1及与所述边墙拱架1对应连接的仰拱拱架5沿隧道延伸方向间隔布置，相临两个拱架间通过若干间隔布置的横钢10连接。

两个相邻所述拱架的相对侧分别间隔布置若干对相对应的定位角钢11，相对应的两个所述定位角钢11在同一平面上，所述横钢10螺纹连接所述定位角钢11并设于两个相对应的所述定位角钢11上。定位角钢11上设有螺纹孔，定位角钢11对应焊接于两个相邻钢拱架的相对侧，然后横钢10通过螺栓安装于定位角钢11上再与拱架进行焊接固定。本实施例采用先定位角钢11定位再焊接连接的结构增加了定位精度，同时可在拱架出厂前预先将定位角钢11安装完毕，使施工现场焊接更方便，提高了施工效率。

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。