一种软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构的制作方法

本实用新型涉及一种软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，属于隧道初期支护施工技术领域。

背景技术：

在高速公路组成部分中，隧道是最为常用的一种公路结构形式，一般由超前支护、初期支护、防水结构、二次衬砌、仰拱填充等组成，隧道施工中，目前采用矿山法开挖较多，采用矿山法开挖时，依据围岩条件的不同，可分别采用全断面施工开挖、三台阶开挖、弧形导坑预留核心土开挖。围岩较好时，采用全断面施工开挖；围岩较差时，采用弧形导坑预留核心土开挖。目前针对软弱围岩隧道施工时，及时采用弧形导坑预留核心土开挖施工，隧道初期支护施工完成后，采用监控量测手段进行施工现场反馈，发现已经施工的初期支护结构，变形仍然较大，若不采取施工措施，任由已经施工的初期支护继续变形，后期会造成初期支护侵线后果，无法完成中间交工。

因此，针对软弱围岩隧道施工，若已有监控量测数据反馈已有初期支护结构受力变形较大，变形速率较快，则需要采用加固措施，阻止初期支护结构变形。如何采取简易的装置，快速、安全并且能满足隧道施工质量标准要求下，按照质量标准完成软弱围岩隧道初期支护结构施工，并且在施工期间要求加强护拱装置变形较小、方便操作、拆除容易，这就需要一种能很好的解决上述问题的隧道施工护拱支护结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构。该装置现场便于实施，软弱围岩隧道初期支护施工完成后，根据现场监控量测数据反馈，变形较大或变形速度较大时，可及时完成护拱支护结构施工，控制初期支护结构变形。

本实用新型的技术方案：一种软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，包括有设置在初期支护拱顶部位内侧、弧形结构的钢拱架，钢拱架两端各支撑在1个支撑结构顶端，支撑结构放置在夯实地面上；所述支撑结构包括有放置在夯实地面上的底部支撑块，底部支撑块顶部设有第一三角锲形块，第一三角锲形块的斜面上支撑有第二三角锲形块，第二三角锲形块顶部设置有顶部支撑块，顶部支撑块顶部支撑有钢拱架，第一三角锲形块和第二三角锲形块上均预留有螺杆孔洞，螺杆穿过2个螺杆孔洞后在其两端拧紧螺母从而将第一三角锲形块和第二三角锲形块固定在一起。

前述的软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，所述钢拱架由多节段钢拱架经连接构造拼装而成，每个节段钢拱架两端各固定连接有1块连接板，相邻两节段钢拱架之间经螺栓螺母穿过相邻2块连接板后连接在一起。

前述的软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，每个节段钢拱架两端各焊接连接有1块连接板。

前述的软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，所述钢拱架与初期支护拱顶部位之间设置有锲形块，所述锲形块包括2块结构相同的第一三角形木块和第二三角形木块，第一三角形木块和第二三角形木块紧嵌在初期支护拱顶部位与钢拱架之间，交替布置。

前述的软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，所述螺杆孔洞的高度为螺杆直径的3-4倍，宽度比螺杆直径大，比螺母小。

前述的软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，所述钢拱架为工字钢。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型通过采用一种软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，对软弱围岩隧道初期支护进行加强，防止初期支护结构产生较大位移，造成侵限，造成隧道返工现象。通过钢拱架、连接板、螺栓螺母、锲形块、支撑结构组成的护拱支护结构，安装稳定、方便操作，底部的支撑结构采用两片三角锲形块形成可调节高度锲形块滑体结构，形成可自由调整高度的结构体系，安装及拆除均比较方便。并且钢拱架无浪费现象，可以继续循环利用，无多余浪费材料现象。本装置能用于软弱围岩隧道初期支护加强护拱作用，控制隧道结构变形，施工现场应用方便，可操作性较强，具有较好的推广应用价值。

附图说明

附图1为本实用新型的结构示意图；

附图2为钢拱架与连接构造之间的连接结构示意图；

附图3为锲形块的安装结构示意图；

附图4为支撑结构的结构示意图；

附图标记：1-初期支护拱顶部位，2-初期支护仰拱部位，3-仰拱，4-钢拱架，5-连接构造，51-连接板，52-螺栓螺母，6-锲形块，61-第一三角形木块，62-第二三角形木块，7-支撑结构，71-第一三角锲形块，72-第二三角锲形块，73-螺母，74-螺杆，75-螺杆孔洞，76-顶部支撑块，77-底部支撑块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

本实用新型的实施例：一种软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，如附图1-4所示，包括有设置在初期支护拱顶部位1内侧、弧形结构的钢拱架4，钢拱架4两端各支撑在1个支撑结构7顶端，支撑结构7放置在夯实地面上；所述支撑结构7包括有放置在夯实地面上的底部支撑块77，底部支撑块77顶部设有第一三角锲形块71，第一三角锲形块71的斜面上支撑有第二三角锲形块72，第二三角锲形块72顶部设置有顶部支撑块76，顶部支撑块76顶部支撑有钢拱架4，第一三角锲形块71和第二三角锲形块72上均预留有螺杆孔洞75，螺杆74穿过2个螺杆孔洞75后在其两端拧紧螺母73从而将第一三角锲形块71和第二三角锲形块72固定在一起。

支撑结构7坐落在钢拱架4底部，支撑结构7主要为支撑钢拱架4底部受力，由第一三角锲形块71和第二三角锲形块72与螺杆74、螺母73组成的可调节高度体系，以及顶部支撑块76及底部支撑块77组成的支撑体系构成。第一三角锲形块71和第二三角锲形块72结构上预留有螺杆孔洞75，通过调整螺母73在螺杆74上的位置，可调整第一三角锲形块71和第二三角锲形块72结构接触面位置，从而达到调整支撑结构7高度目的，从而调整钢拱架4与初期支护拱顶部位1的贴合程度。支护期间，拧紧螺杆74上的螺母73，第一三角锲形块71和第二三角锲形块72侧向位移受到限制，达到支撑钢拱架4底部作用；当需要拆除时，松开螺杆74上的螺母73，第一三角锲形块71和第二三角锲形块72侧向位移无限制，从而到达松开钢拱架4底部支撑作用。

所述钢拱架4由多节段钢拱架4经连接构造5拼装而成，为护拱支护结构主要受力结构，每个节段钢拱架4两端各固定连接有1块连接板51，相邻两节段钢拱架4之间经螺栓螺母52穿过相邻2块连接板51后连接在一起，构成整体护拱支护结构。

每个节段钢拱架4两端各焊接连接有1块连接板51，通过满焊工艺使得钢拱架4与连接板51之间连接更加牢固、可靠。

所述钢拱架4与初期支护拱顶部位1之间设置有锲形块6，所述锲形块6包括2块结构相同的第一三角形木块61和第二三角形木块62，第一三角形木块61和第二三角形木块62紧嵌在初期支护拱顶部位1与钢拱架4之间，交替布置。护拱支护结构通过锲形块6传递初期支护受力，支撑初期支护结构，控制软弱围岩隧道变形。

所述螺杆孔洞75的高度为螺杆74直径的3-4倍，宽度比螺杆74直径略大，比螺母73小。从而到达可调整第一三角锲形块71和第二三角锲形块72接触面位置，到达调整支撑结构支撑高度的目的。

所述钢拱架4为工字钢。可直接购置，简单加工即可成型。

为稳固钢拱架4底部支撑受力需要，底部支撑块77采用大面积支撑体系，着落在经夯实的地基上。

本实用新型是这样实施的：

如附图1-4所示，初期支护拱顶部位1施工完成后，为了控制隧道变形较大，需要采取护拱支护结构，所述护拱支护结构包括钢拱架4、连接构造5、锲形块6和支撑结构7。

首先，对护拱支护结构安装位置进行确定，完成底部支撑块77着落位置的处理，夯实基础，并安装好底部支撑块77。

进一步地，安装支撑结构7，将第一三角锲形块71和第二三角锲形块72的斜面贴合放置，螺杆74穿过第一三角锲形块71和第二三角锲形块72上预留的螺杆孔洞75，并在螺杆74两端拧紧螺母73，支撑结构7安装完成。

进一步地，完成护拱支护结构种钢拱架4拼装，从钢拱架4底部逐渐拼装完成，钢拱架4采用连接构造5连接在一起，施工中检查连接构造5的连接板51是否密实贴合在一起，发现无密实贴合时，及时查找原因进行处置，检查无误后，拧紧连接构造5的螺栓螺母52，完成两个节段钢拱架4拼装，施工中间采取临时措施进行固定，逐步完成整个钢拱架4拼装。

进一步地，检查拼装完成钢拱架4与初期支护拱顶部位1之间贴合程度，发现两者之间距离较大时，通过调整第一三角锲形块71和第二三角锲形块72的斜面接触位置、顶部支撑块76厚度以及底部支撑块77厚度措施进行调整，尽量保证钢拱架4与初期支护拱顶部位1之间贴合紧密。

进一步地，安装锲形块6，采用榔头将第一三角形木块61和第二三角形木块62紧嵌在初期支护拱顶部位1与拼装完成的钢拱架4之间，传递受力。

至此，完成护拱支护结构安装。

后期继续完成隧道施工时，当仰拱3施工到护拱支护结构时，需要拆除护拱支护结构，其施工步骤：

初始地，松动支撑结构7的螺母73，使得第一三角锲形块71和第二三角锲形块72侧向滑动变形无限制，两片第一三角锲形块71和第二三角锲形块72产生相对向下滑移，慢慢使得钢拱架4与初期支护拱顶部位1脱离；

进一步地，解除护拱支护结构各种连接体系，并堆放好钢拱架4等各种材料，运送至下一施工现场。

进一步地，及时完成初期支护仰拱部位2以及仰拱3的施工，形成封闭成环的受力结构，封闭成环受力结构能改善受力效果，封闭成环有利于提高隧道支护利用效率，降低隧道支护变形。

进一步的，完成后续施工，特别是及时组织二次衬砌施工，使得隧道支护体系得到较大保证。

至此，完成该段落隧道施工。

本实用新型的一种软弱围岩隧道施工临时护拱支护结构，可进行软弱围岩隧道的开挖施工，为控制由于施工工序衔接不及时，造成初期支护长时间单独受力，故中间过程需要采取护拱支护结构，护拱支护结构包括钢拱架4、连接构造5、锲形块6和支撑结构7，4各部分组成的受力体系，能较好的为长时间单独受力的初期支护结构提供强有力的支撑，减少初期支护结构变形，为隧道施工期间隧道的安全措施提供强有力的保证，护拱支护结构包括钢拱架4、连接构造5、锲形块6和支撑结构7等一系列结构组成，安装及拆除方便，现场便于实施，整套装置对施工现场技术人员应用性能较强，使得施工现场技术人员能够更方便的进行软弱围岩隧道施工开挖，并使得隧道施工期间，隧道施工质量、安全得以保证，护拱支护结构灵活性较强，应用方便，便于推广应用。