1.本發(fā)明屬于大變形隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種適應(yīng)隧道大變形的初支結(jié)構(gòu)及支護(hù)方法。

技術(shù)背景

2.在進(jìn)行隧道施工時(shí)，常發(fā)生圍巖大變形，嚴(yán)重影響正常施工。采用傳統(tǒng)方式支護(hù)難以達(dá)到理想的效果，探索有效的圍巖變形控制技術(shù)已成為當(dāng)務(wù)之急。隨著西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，將會(huì)有越來(lái)越多的隧道遇到大變形的問(wèn)題，因此，有必要探索行之有效的圍巖變形控制措施，本發(fā)明以安定隧道3號(hào)斜井大里程及4號(hào)斜井小里程

ⅴ

級(jí)圍巖段為背景，設(shè)置雙層鋼架。結(jié)果表明，雙層型鋼鋼架初支結(jié)構(gòu)支護(hù)方法對(duì)變形的控制效果顯著，確保了工程的順利進(jìn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

3.有鑒于此，本發(fā)明提供了一種適應(yīng)隧道大變形的初支結(jié)構(gòu)及支護(hù)方法。

4.為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

5.一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：第一層鋼架(l)和第二層鋼架(ll)，所述第一層鋼架(l)和第二層鋼架(ll)分別由11個(gè)單元組成。

6.優(yōu)選的，所述第一層鋼架(l)和所述第二層鋼架(ll)均采用i25b工字鋼架。

7.優(yōu)選的，所述第一層鋼架(l)與所述第二層鋼架(ll)之間采用鋼筋縱向連接。

8.優(yōu)選的，所述第一層鋼架(l)和第二層鋼架(ll)各單元在洞外加工預(yù)制，洞內(nèi)安裝。

9.優(yōu)選的，所述單元長(zhǎng)度可調(diào)。

10.一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔еёo(hù)方法，包括：

11.(1)鋼架在開(kāi)挖面初噴混凝土4cm后架設(shè)第一層鋼架，復(fù)噴至第二層鋼架外輪廓處，待初噴凝固后架設(shè)第二層鋼架，再?gòu)?fù)噴至設(shè)計(jì)厚度；復(fù)噴支護(hù)面與二襯之間空隙預(yù)留30cm，待應(yīng)力釋放后，空隙用于二襯同級(jí)混凝土回填；施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)結(jié)果可調(diào)整鋼架尺寸；

12.(2)鋼架與初噴混凝土緊密接觸，空隙處用混凝土墊塊楔緊，每榀鋼架15處計(jì)列數(shù)量，施工時(shí)可調(diào)整墊塊數(shù)量及設(shè)置位置；

13.(3)鋼架架設(shè)時(shí)可利用系統(tǒng)錨桿作為定位錨桿，第一層鋼架拱腳及墻腳位置設(shè)鎖腳錨管12根，每根長(zhǎng)5m；第二層鋼架拱腳及墻腳位置設(shè)鎖腳錨管12根，每根長(zhǎng)度為4.5m。

14.本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

15.(1)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的隧道初支支護(hù)方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適應(yīng)性強(qiáng)；

16.(2)本發(fā)明所用材料均為施工現(xiàn)場(chǎng)常用材料，便于施工；

17.(3)本發(fā)明考慮了隧道大變形的應(yīng)力釋放效應(yīng)，預(yù)留空間釋放圍巖應(yīng)力，待變形穩(wěn)定后，將二襯施作與空隙澆筑同時(shí)完成，可以明顯限制隧道變形對(duì)隧道凈空的侵占，很好的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

附圖說(shuō)明

18.圖1為本發(fā)明一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)及支護(hù)方法第一層鋼架斷面示意圖。

19.圖2為本發(fā)明一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)及支護(hù)方法第二層鋼架斷面示意圖。

20.圖3為本發(fā)明一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)及支護(hù)方法安裝立面示意圖。

21.圖中：ⅰ.i25b型鋼鋼架；a.接頭；b.接頭；c.接頭；d.接頭；a1.鋼架單元；b1.鋼架單元；c1.鋼架單元；d1.鋼架單元；e1.鋼架單元；f1.鋼架單元；l.鎖腳錨管；ⅱ.i20b型鋼鋼架；a.接頭；b.接頭；c.接頭；d.接頭；a2.鋼架單元；b2.鋼架單元；c2.鋼架單元；d2.鋼架單元；e2.鋼架單元；f2.鋼架單元；l.鎖腳錨管；a.初噴混凝土；b.復(fù)噴混凝土；c.復(fù)噴混凝土；d.預(yù)留變形量；e.第一層i25b型鋼鋼架；f.第二層i20b型鋼鋼架；g.預(yù)留變形量；h.二次襯砌。

具體實(shí)施方式

22.下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

23.實(shí)施例1：

24.該方法具體實(shí)施如下：

25.鋼架在開(kāi)挖面初噴混凝土約4cm后架設(shè)第一層鋼架，復(fù)噴至第二層鋼架外輪廓處，待初噴凝固后架設(shè)第二層鋼架，再?gòu)?fù)噴至設(shè)計(jì)厚度。復(fù)噴支護(hù)面與二襯之間空隙預(yù)留量按30cm設(shè)計(jì)，待應(yīng)力釋放后，空隙用與二襯同級(jí)混凝土回填。施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)結(jié)果可適當(dāng)調(diào)整鋼架尺寸，仰拱部分的鋼架未考慮預(yù)留變形量。

26.鋼架與初噴混凝土間務(wù)求緊密接觸，空隙處用混凝土墊塊楔緊，每榀鋼架按15處計(jì)列數(shù)量，施工時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況酌情調(diào)整墊塊數(shù)量及設(shè)置位置。

27.鋼架架設(shè)時(shí)可利用系統(tǒng)錨桿作為定位錨桿，第一層鋼架拱腳及墻腳位置設(shè)鎖腳錨管12根，每根長(zhǎng)5m；第二層鋼架拱腳及墻腳位置設(shè)中鎖腳錨管12根，每根長(zhǎng)度為4.5m；施工中可根據(jù)揭示的圍巖狀況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整；鋼架腳必須放在牢固的基礎(chǔ)上。

28.由于隧道毛洞尺寸不易控制，在現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)需要調(diào)整鋼架尺寸，具體調(diào)整方案如表1、表2所示。

29.凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)做的任何修改，等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

30.表1第一層鋼架尺寸表(mm)

31.加寬a1a2a3r1’

r2’

r4’

r3’

011602010116006585890514155235510011301960117406645890514305235520011001910118906705890514455235530010701860120306755890514605235540010401810121706815890514755235550010201760123106875890514915235560099017101246069358905150652355700960166012600698589051521523558009301610127407045890515365235590090015601288071058905155152355100087015101303071658905156652355110084014601317072258905158152355120081014101331072758905159652355

32.表2第二層鋼架尺寸表(mm)

33.加寬a1a2a3r1’

r2’

r4’

r3’

011602010116006330865014130233010011301960117406390865014280233020011001910118906450865014430233030010701860120306500865014580233040010401810121706560865014730233050010201760123106620865014890233060099017101246066808650150402330700960166012600673086501519023308009301610127406790865015340233090090015601288068508650154902330100087015101303069108650156402330110084014601317069708650157902330120081014101331070208650159402330技術(shù)特征：

1.一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)，其特征在于，包括第一層鋼架(l)和第二層鋼架(ll)，所述第一層鋼架(l)和第二層鋼架(ll)分別由11個(gè)單元組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一層鋼架(l)和所述第二層鋼架(ll)均采用i25b工字鋼架。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一層鋼架(l)與所述第二層鋼架(ll)之間采用鋼筋縱向連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一層鋼架(l)和第二層鋼架(ll)各單元在洞外加工預(yù)制，洞內(nèi)安裝。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單元長(zhǎng)度可調(diào)。6.一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔еёo(hù)方法，包括：(1)鋼架在開(kāi)挖面初噴混凝土4cm后架設(shè)第一層鋼架，復(fù)噴至第二層鋼架外輪廓處，待初噴凝固后架設(shè)第二層鋼架，再?gòu)?fù)噴至設(shè)計(jì)厚度；復(fù)噴支護(hù)面與二襯之間空隙預(yù)留30cm，待應(yīng)力釋放后，空隙用于二襯同級(jí)混凝土回填；施工時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)結(jié)果可調(diào)整鋼架尺寸；(2)鋼架與初噴混凝土緊密接觸，空隙處用混凝土墊塊楔緊，每榀鋼架15處計(jì)列數(shù)量，施工時(shí)可調(diào)整墊塊數(shù)量及設(shè)置位置；(3)鋼架架設(shè)時(shí)可利用系統(tǒng)錨桿作為定位錨桿，第一層鋼架拱腳及墻腳位置設(shè)鎖腳錨管12根，每根長(zhǎng)5m；第二層鋼架拱腳及墻腳位置設(shè)鎖腳錨管12根，每根長(zhǎng)度為4.5m。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種適應(yīng)隧道大變形的雙層型鋼鋼架?chē)娀炷脸踔ЫY(jié)構(gòu)及支護(hù)方法，包括第一層鋼架(l)和第二層鋼架(ll)，所述第一層鋼架(l)和第二層鋼架(ll)分別由11個(gè)單元組成。本發(fā)明考慮了隧道大變形的應(yīng)力釋放效應(yīng)，預(yù)留空間釋放圍巖應(yīng)力，待變形穩(wěn)定后，將二襯施作與空隙澆筑同時(shí)完成。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明可以明顯限制隧道變形對(duì)隧道凈空的侵占，很好的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，材料均為施工現(xiàn)場(chǎng)常用材料，便于施工。便于施工。便于施工。

技術(shù)研發(fā)人員：彎曉林 王海峰 劉付倉(cāng) 劉闊 李飛

受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鐵十九局集團(tuán)第二工程有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.01

技術(shù)公布日：2022/2/18