一种钢拱架的隧道初期支护结构及施工方法.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CN111058872A(43)申请公布日2020.04.24(21)申请号202010089913.0(22)申请日2020.02.13(71)申请人济南城建集团有限公司地址250000山东省济南市天桥区济洛路汽车厂东路29号申请人山东建筑大学(72)发明人金宝谢立颜承东薛刚李国栋潘殿荣费文涛邵广彪(74)专利代理机构济南泉城专利商标事务所37218代理人张贵宾(51)Int.Cl.E21D11/18(2006.01)E21D20/00(2006.01)E21D11/10(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种钢拱架的隧道初期支护结构及施工方法(57)摘要本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及到一种钢拱架的隧道初期支护结构及施工方法，包括与钢拱架连接的内弦撑结构，以及与内弦撑和钢拱架连接的连接撑结构，将锚索进行两道锚定，本发明内设弦撑外锚可以有效利用隧道围岩的稳定性，充分利用围岩的稳定性，通过预应力锚索将松动的围岩再次挤密稳定，并通过锚索与钢拱架背后的岩体，与钢拱架有效结合形成一个受力整体，提高了围岩的稳定性，最大程度上保留了隧道施工空间的完整性，有利于大型设备在隧道开挖空间内机械化作业。CN111058872ACN111058872A权利要求书1/1页1.一种钢拱架的隧道初期支护结构，包括钢拱架（1），钢拱架（1）上打设有锚索（2），其特征在于：沿隧道开挖方向设置有若干组内弦撑结构，所述每组内弦撑结构包括两根内弦撑（3），两根内弦撑（3）上端固定在隧道拱顶位置处的钢拱架（1）上，下端分别固定在隧道起拱线以上的两个拱腋角位置处的钢拱架（1）上；在钢拱架（1）和内弦撑（3）之间设置若干连接撑（4），连接撑（4）一端固定在钢拱架（1）上，另一端固定在内弦撑（3）上，连接撑（4）与内弦撑（3）之间形成若干个三角形闭合结构（9）；在隧道初期支护表面，锚索（2）与钢拱架（1）交接处固定腰梁A（5），在腰梁A（5）上均匀布置打设孔（7），通过锚具（8）进行第一道锚定；在锚索（2）与内弦撑（3）交接处，设置腰梁B（6），腰梁B（6）与内弦撑（3）垂直，在腰梁B（6）上均匀布置打设孔（7），通过锚具（8）进行第二道锚定。2.根据权利要求1所述的钢拱架的隧道初期支护结构，其特征在于：所述钢拱架（1）为提前预制。3.根据权利要求1所述的钢拱架的隧道初期支护结构，其特征在于：所述内弦撑（3）与钢拱架（1）采用同类型工字钢。4.根据权利要求1所述的钢拱架的隧道初期支护结构，其特征在于：所述内弦撑（3）通过钢板螺栓与钢拱架（1）连接。5.根据权利要求1所述的钢拱架的隧道初期支护结构，其特征在于：所述腰梁A（5）和腰梁B（6）均选用工16工字钢。6.根据权利要求1所述的钢拱架的隧道初期支护结构，其特征在于：所述打设孔（7）间距为1-2米。7.根据权利要求1-6任一项所述的钢拱架的隧道初期支护结构，其施工方法包括如下步骤：（一）预制加工钢拱架（1）；（二）隧道上台阶开挖后安装钢拱架（1），喷射混凝土，及时封闭掌子面，打设锚索（2）；（三）将内弦撑（3）与钢拱架（1）连接，固定连接连接撑（4）；（四）在隧道初期支护喷锚面，锚索（2）与钢拱架（1）交接处固定腰梁A（5），在腰梁A（5）上布置预应力锚索（2）打设孔（7），施加预应力，达到锁定值后固定锚具（8），完成第一道锚定；在锚索（2）与内弦撑（3）交接处设置腰梁B（6），在腰梁B（6）上布置预应力锚索（2）打设孔（7），施加预应力，达到锁定值后固定锚具（8），完成第二道锚定；（五）上台阶开挖掘进一定距离后进行下台阶施工，待下台阶掘进一定距离后，施工隧道二次衬砌仰拱，在隧道二次衬砌仰拱施工完成后，根据二次衬砌边顶拱二衬台车长度，分段拆除上台阶内弦撑（3）和连接撑（4）。2CN111058872A说明书1/4页一种钢拱架的隧道初期支护结构及施工方法技术领域[0001]本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及到一种钢拱架的隧道初期支护结构及施工方法。背景技术[0002]在隧道及地下空间工程施工过程中，掌子面开挖后需要进行初期支护施工。根据开挖断面的大小，常见的开挖工法有：（1）一般小断面根据围岩情况可采用：全断面、台阶法；（2）大断面一般根据围岩情况可采用：中隔壁法、双侧壁导洞法、双联拱法等。目前隧道及地下空间的开挖断面，为满足各种使用功能要求，断面尺寸越来越大，这就造成了开挖困难。断面的增大，带来开挖工法及支护工艺的进步及改变。中隔壁法、双侧壁导洞法、双联拱法共同存在一个问题，那就是临时支撑施工会占用隧道开挖断面的中部空间。为了开挖安全，人为的将隧道开挖断面分割，化大为小有效降低开挖安全风险，但是增加了施工难度。