一种隧道简易套拱结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道施工技术领域，更具体的说，尤其涉及一种隧道简易套拱结构。


背景技术：

2.随着国家公路路网的不断完善和发展，公路工程建设中隧道所占越来越大，并且越来越向地形地质复杂的山区延伸，进而出现了较多的湿陷性黄土、泥岩、炭质板岩等复杂地质条件下的山区隧道，同时，交叉隧道也越来越多，公铁隧道交叉、公路隧道与公路隧道交叉等等，这就对沉降控制越来要求越严格。山区隧道地质条件大部分复杂多变，特别是洞口段围岩一般较为破碎，大多洞口段存在黄土或角砾碎石覆盖层，地质条件差，开挖边仰坡又破坏了山体的既有平衡状态，因此洞口往往是地质条件极为复杂的地段。隧道洞内也出现了泥岩、黄土、炭质板岩及岩土交界面等软弱大变形围岩。采取有效的超前加固措施实现隧道顺利进洞，改善隧道洞内超前支护效果，对于提高隧道施工进度、确保隧道施工和运营安全具有决定性的作用。
3.套拱的主要作用：
①
对边仰坡形成支护，进行洞内开挖时，可防止拱顶及掌子面坍塌；
②
作为管棚的导向，管棚施工时，可用于管棚钻进时的定向装置；
③
保证了洞口段明暗交界处的结构安全，也解决了明暗洞连接处的渗漏水问题；
④
与管棚形成联合支护体系，可有效改善洞内软弱围岩段超前支护效果，抑制沉降变形。
4.采用“套拱+超前大管棚”结构，往往可有效控制地表及洞内沉降变形，提高超前支护结构刚度，改善支护结构效果，以确保隧道安全进洞及顺利开挖。
5.隧道套拱结构，一般为钢拱架混凝土结构或钢筋混凝土结构，常用于隧道洞外辅助进洞和洞内加强支护。一方面，在隧道进洞时，作为大管棚的端头支撑结构，以辅助隧道进洞。另一方面，在隧道穿越黄土、泥岩等软弱围岩、浅埋段或跨越既有公路、铁路隧道等，对沉降要求较高时，往往需采用“套拱+管棚”的方案通过，以控制隧道沉降变形，提高隧道初期支护结构的强度，这样就需要在隧道内设置套拱。
6.常规混凝土套拱结构，厚度高、体积大。设置于隧道内时，往往受洞内空间限制，需要做套拱及管棚工作室，这样就需要在隧道内进行扩挖施工，使隧道断面加大，增加了工程量及施工难度，大断面开挖也给施工带来了塌方等风险。
7.有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种隧道简易套拱结构，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种隧道简易套拱结构，以解决上述背景技术中提出的问题和不足。
9.为实现上述目的，本实用新型提供了一种隧道简易套拱结构，由以下具体技术手段所达成：
10.一种隧道简易套拱结构，包括：大管棚钢管、套拱钢拱架、喷射混凝土、锁脚锚管、导向管、固定钢筋、纵向连接钢筋、注浆孔、钻孔、注浆管、钢筋笼主筋、钢筋笼定位钢筋、隧道拱顶围岩、水泥砂浆；所述套拱钢拱架安装在纵向连接钢筋的两端，且套拱钢拱架与纵向连接钢筋通过焊接方式连接；所述锁脚锚管固定安装在套拱钢拱架两侧的下部；所述导向管通过固定钢筋安装在套拱钢拱架的上方，且固定钢筋包裹在导向管的外部，固定钢筋与套拱钢拱架通过焊接方式连接；所述喷射混凝土设置在套拱钢拱架、锁脚锚管、导向管、固定钢筋的外部，且套拱钢拱架、锁脚锚管、导向管、固定钢筋通过喷射混凝土固定；所述隧道拱顶围岩位于套拱钢拱架的顶端；所述钻孔开设在隧道拱顶围岩上，且钻孔与导向管相贯通；所述大管棚钢管插接安装在导向管、钻孔内，且注浆孔开设在大管棚钢管的外壁上；所述注浆管、钢筋笼主筋、钢筋笼定位钢筋插接安装在大管棚钢管内，且注浆管位于钢筋笼主筋、钢筋笼定位钢筋的内侧；所述水泥砂浆通过注浆管注入大管棚钢管内。
11.作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种隧道简易套拱结构所述套拱钢拱架为拱形结构，且套拱钢拱架纵向设置有多处，并且套拱钢拱架之间通过纵向连接钢筋相互连接。
12.作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种隧道简易套拱结构所述锁脚锚管在套拱钢拱架的两侧对称安装有四处。
13.作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种隧道简易套拱结构所述注浆孔在大管棚钢管上开设有多处，且大管棚钢管通过注浆孔与隧道拱顶围岩连接。
14.作为本技术方案的进一步优化，本实用新型一种隧道简易套拱结构所述导向管在套拱钢拱架的顶端呈弧形状分布安装有多处。
15.由于上述技术方案的运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
16.1、本实用新型套拱钢拱架为拱形结构，且套拱钢拱架纵向设置有多处，并且套拱钢拱架之间通过纵向连接钢筋相互连接的设置，套拱高度较低体积小、所需施工空间小，施工速度快、效率高，能尽早发挥对管棚的支撑作用。
17.2、本实用新型注浆孔在大管棚钢管上开设有多处，且大管棚钢管通过注浆孔与隧道拱顶围岩连接的设置，实现了水泥砂浆的溢出，并使整体通过水泥砂浆与隧道拱顶围岩连接为一体，提高隧道套拱及管棚段的施工效率，有利于隧道洞内围岩稳定，节约了工程费用。
18.3、本实用新型通过对隧道简易套拱结构的改进，具有结构设计合理，套拱高度较低体积小、所需施工空间小，施工速度快、效率高，能尽早发挥对管棚的支撑作用，提高隧道套拱及管棚段的施工效率，有利于隧道洞内围岩稳定，节约了工程费用的优点，从而有效的解决了本实用新型提出的问题和不足。
附图说明
19.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图2为本实用新型的纵向剖面示意图；
22.图3为本实用新型的大管棚钢管示意图；
23.图4为本实用新型的大管棚钢管与套拱钢拱架连接示意图；
24.图5为本实用新型的大管棚钢管剖面示意图；
25.图6为本实用新型的套拱钢拱架纵向连接示意图。
26.图中：大管棚钢管1、套拱钢拱架2、喷射混凝土3、锁脚锚管4、导向管5、固定钢筋6、纵向连接钢筋7、注浆孔8、钻孔9、注浆管10、钢筋笼主筋11、钢筋笼定位钢筋12、隧道拱顶围岩13、水泥砂浆14。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
28.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.同时，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.请参见图1至图6，本实用新型提供一种隧道简易套拱结构的具体技术实施方案：
32.一种隧道简易套拱结构，包括：大管棚钢管1、套拱钢拱架2、喷射混凝土3、锁脚锚管4、导向管5、固定钢筋6、纵向连接钢筋7、注浆孔8、钻孔9、注浆管10、钢筋笼主筋11、钢筋笼定位钢筋12、隧道拱顶围岩13、水泥砂浆14；套拱钢拱架2安装在纵向连接钢筋7的两端，且套拱钢拱架2与纵向连接钢筋7通过焊接方式连接；锁脚锚管4固定安装在套拱钢拱架2两侧的下部；导向管5通过固定钢筋6安装在套拱钢拱架2的上方，且固定钢筋6包裹在导向管5的外部，固定钢筋6与套拱钢拱架2通过焊接方式连接；喷射混凝土3设置在套拱钢拱架2、锁脚锚管4、导向管5、固定钢筋6的外部，且套拱钢拱架2、锁脚锚管4、导向管5、固定钢筋6通过喷射混凝土3固定；隧道拱顶围岩13位于套拱钢拱架2的顶端；钻孔9开设在隧道拱顶围岩13上，且钻孔9与导向管5相贯通；大管棚钢管1插接安装在导向管5、钻孔9内，且注浆孔8开设在大管棚钢管1的外壁上；注浆管10、钢筋笼主筋11、钢筋笼定位钢筋12插接安装在大管棚钢管1内，且注浆管10位于钢筋笼主筋11、钢筋笼定位钢筋12的内侧；水泥砂浆14通过注浆管10注入大管棚钢管1内。
33.具体的，套拱钢拱架2为拱形结构，且套拱钢拱架2纵向设置有多处，并且套拱钢拱架2之间通过纵向连接钢筋7相互连接。
34.具体的，锁脚锚管4在套拱钢拱架2的两侧对称安装有四处。
35.具体的，注浆孔8在大管棚钢管1上开设有多处，且大管棚钢管1通过注浆孔8与隧道拱顶围岩13连接。
36.具体的，导向管5在套拱钢拱架2的顶端呈弧形状分布安装有多处。
37.具体实施步骤：
38.在隧道洞口或洞内架设三榀套拱钢拱架2，每榀套拱钢拱架2打设四组锁脚锚管4，每榀套拱钢拱架2之间采用纵向连接钢筋7连接固定，并在套拱钢拱架2上采用固定钢筋6固定安装导向管5，喷射混凝土3，形成简易套拱支撑后，沿着导向管5在隧道拱顶围岩13内进行钻孔，形成钻孔9，在钻孔9内安装大管棚钢管1，钢筋笼主筋11与钢筋笼定位钢筋12组成整体钢筋笼，然后插入大管棚钢管1内，在钢筋笼中间插入注浆管10，并通过注浆管10注入水泥砂浆14，水泥砂浆14经注浆孔8溢出，与隧道拱顶围岩13连接为一体，形成隧道套拱结构。
39.综上所述：该一种隧道简易套拱结构，通过套拱钢拱架为拱形结构，且套拱钢拱架纵向设置有多处，并且套拱钢拱架之间通过纵向连接钢筋相互连接的设置，套拱高度较低体积小、所需施工空间小，施工速度快、效率高，能尽早发挥对管棚的支撑作用；通过注浆孔在大管棚钢管上开设有多处，且大管棚钢管通过注浆孔与隧道拱顶围岩连接的设置，实现了水泥砂浆的溢出，并使整体通过水泥砂浆与隧道拱顶围岩连接为一体，提高隧道套拱及管棚段的施工效率，有利于隧道洞内围岩稳定，节约了工程费用；通过对隧道简易套拱结构的改进，具有结构设计合理，套拱高度较低体积小、所需施工空间小，施工速度快、效率高，能尽早发挥对管棚的支撑作用，提高隧道套拱及管棚段的施工效率，有利于隧道洞内围岩稳定，节约了工程费用的优点，从而有效的解决了本实用新型提出的问题和不足。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。