一种黄土隧道抗沉降支承结构及其施工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105888699A(43)申请公布日2016.08.24(21)申请号201610473193.1(22)申请日2016.06.23(71)申请人中铁四局集团有限公司地址230023安徽省合肥市望江东路96号(72)发明人刘芳同邢彪张超陈榜文姜波(74)专利代理机构安徽省合肥新安专利代理有限责任公司34101代理人何梅生(51)Int.Cl.E21D11/18(2006.01)E21D11/28(2006.01)E21D11/30(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种黄土隧道抗沉降支承结构及其施工方法(57)摘要本发明公开了一种黄土隧道抗沉降支承结构及其施工方法，其特征是在各正洞拱架之间以纵向杆件进行连接，在纵向杆件与正洞拱架的连接结点位置处、位于纵向杆件的底部设置有锁脚锚管；在正洞拱架的两侧拱脚的外侧分别设置型钢支腿，以型钢支腿与正洞拱架的拱脚形成“人”字支撑；在型钢支腿与正洞拱架的底部设置支垫钢板。本发明中扩大拱脚与初期支护喷射混凝土共同承受围岩压力，形成多榀拱架共同受力，由“杆系”受力变为“板系”受力，其事前控制的措施尤其适于在Ⅳ级自重湿陷性的Q3砂质黄土并伴随有浅埋、偏压、高含水率和低承载力的地质条件。CN105888699ACN105888699A权利要求书1/1页1.一种黄土隧道抗沉降支承结构，所述支承结构包括沿隧道纵向间隔设置各正洞拱架(104)，其特征是在所述支承结构中，设置纵向连接器，是在各正洞拱架(104)之间以纵向杆件(103)进行连接，在所述纵向杆件(103)与正洞拱架(104)的连接结点位置处、位于纵向杆件(103)的底部设置有锁脚锚管(102)；设置扩大拱脚，是在所述正洞拱架(104)的拱脚的外侧设置型钢支腿(106)，以所述型钢支腿(106)与正洞拱架(104)的拱脚形成“人”字支撑；在所述型钢支腿(106)与正洞拱架(104)的底部设置支垫钢板(105)。2.根据权利要求1所述的黄土隧道抗沉降支承结构，其特征是：在所述正洞拱架(104)的两侧，所述纵向杆件(103)沿所述正洞拱架(104)的环向间隔，位于所述正洞拱架(104)的每一侧间隔设置至少两道。3.根据权利要求1所述的黄土隧道抗沉降支承结构，其特征是：所述扩大拱脚中型钢支腿(106)与支垫钢板(105)之间的夹角为60°。4.根据权利要求1所述的黄土隧道抗沉降支承结构，其特征是：在所述扩大拱脚中型钢支腿(106)与正洞拱架(104)之间为满焊连接，所述支垫钢板(105)与型钢支腿(106)以及正洞拱架(104)之间均为满焊连接。5.根据权利要求1所述的黄土隧道抗沉降支承结构，其特征是：所述纵向杆件(103)包括距正洞拱架(104)的拱脚底部30cm处的第一道纵向杆件，以及距正洞拱架(104)的拱脚底部90cm处的第二道纵向杆件。6.根据权利要求5所述的黄土隧道抗沉降支承结构，其特征是：所述第一道纵向杆件和第二道纵向杆件是将I25a型钢按相邻的正洞拱架(104)之间的间距进行截断，并在相邻的正洞拱架(104)之间进行满焊连接。7.一种权利要求1所述的黄土隧道抗沉降支承施工方法，其特征是按如下步骤进行：步骤1：首先开挖黄土隧道正洞断面，然后按照扩大拱脚的结构尺寸开挖两侧边墙；步骤2：将在场外完成预制的带有扩大拱脚的正洞拱架在正洞断面内进行固定安装；随后在各正洞拱架(104)之间焊接各道纵向杆件(103)；步骤3：锚固各锁脚锚管(102)，使锁脚锚管(102)对于正洞拱架(104)起到托举的作用，在锁脚锚管(102)与正洞拱架(104)之间采用“L”型Φ22的钢筋焊接；步骤4：施工隧道钢筋网片及系统锚杆形成钢筋网片及锚杆支护；步骤5：按如下顺序喷射C25混凝土：首先喷射并填充由正洞拱架(104)的拱脚、型钢支腿(106)以及支垫钢板(105)所形成的空腔，然后封闭正洞拱架(104)，完成黄土隧道抗沉降支承的施工。2CN105888699A说明书1/3页一种黄土隧道抗沉降支承结构及其施工方法技术领域[0001]本发明涉及在湿陷性Q3砂质黄土隧道地质条件下控制隧道沉降的施工方法，更具体地说是在Ⅳ级自重湿陷性的Q3砂质黄土并伴随有浅埋、偏压、高含水率和低承载力的地质条件下的沉降控制方法。背景技术[0002]在工程建设中，为了保障隧道的净空满足设计要求，经常采用增加黄土隧道的预留沉降量，甚至是设计预留沉降量的2～3倍，这增加了隧道塌方的安全风险。现有的控制方式为“事后控制”，是在出现隧道沉降过大后增加锁脚锚管、增设临时横撑和竖撑、甚至改变开挖工法。这种处理方式一方面处理过程耗时长，另一方面在完成处理之后需要经过一段时间的稳定才能达到效果，严重