CN107023308A - 一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构及施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构，包括多个第四工字钢，每个所述第四工字钢的两端分别固定连接初期拱顶支护且固定连接入岩插筋，入岩插筋插入两侧围岩，第四工字钢的下方固定设置有第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢，第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢底端固定于隧道底面；第一工字钢、第二工字钢之间通过第一斜撑连接，第三工字钢、第二工字钢之间通过第二斜撑连接，第四工字钢的上方设置第一立杆和第二立杆，所述第一立杆和第二立杆上端固定连接初期拱顶支护，另外本发明还提供了一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构的施工方法。本发明结构简单、施工进度快、施工安全、可最大化地减少硬岩爆破对临时支护系统的破坏。
Description
技术领域
本发明涉及到领域，具体涉及到一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构及施工方法。
背景技术
大断面隧道通常主要是指铁路、公路和地铁隧道，也泛指开挖断面在40m2以上的隧道，借以区别断面较小的水工隧洞等隧道。随着国民经济的提升以及国家基础设施建设的加快，随着经济的迅速发展和技术水平的不断提高，我国修建的铁路、公路和地铁隧道越来越多，地下工程中大断面、特大断面隧道的兴建也越来越多。
由于(特)大断面隧道开挖跨度大且扁平，加上施工期间诸多工序的相互影响、围岩的多次扰动以及支护衬砌相互之间的非同步施工等诸多因素，结构将承受较大的围岩压力，其受力条件极为复杂，在施工过程中，围岩极易发生失稳乃至坍塌事故。因此，对(特)大断面隧道的施工开挖方法须工程技术人员慎之又慎地考虑。
发明内容
本发明的主要目的旨在解决在(特)大断面硬岩多步爆破开挖施工中支护工序繁琐、缓慢，临时支护拆爆破破坏大等问题，提供一种结构简单、施工进度快、施工安全、可最大化地减少硬岩爆破对临时支护系统的破坏的用于硬岩大断面隧道施工的支撑结构及施工方法。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构，包括沿隧道方向横向设置的多个第四工字钢，每个所述第四工字钢的两端分别固定连接初期拱顶支护，每个所述第四工字钢的两端分别固定连接入岩插筋，入岩插筋插入两侧围岩内，每个第四工字钢的下方固定设置有第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢，第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢底端固定于隧道底面；第二工字钢与第四工字钢的中部位置连接，第一工字钢、第三工字钢位于第二工字钢的两侧，第一工字钢、第二工字钢之间通过第一斜撑连接，第三工字钢、第二工字钢之间通过第二斜撑连接，每个第四工字钢的上方左右对称固定设置第一立杆和第二立杆，所述第一立杆和第二立杆上端固定连接初期拱顶支护。
具体的，隧道底面上设置有C15混凝土垫层，第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢底端的钢垫板与C15混凝土垫层通过预留螺栓固定。
具体的，每个第四工字钢的下方通过固定设置的连接铁板分别与第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢的上端固定连接。
具体的，入岩插筋的未入岩部设置有承接板，承接板第四工字钢的两端固定连接。
具体的，相邻的第四工字钢之间通过连接钢筋连接。
具体的，相邻的第二工字钢的中部通过连接钢筋连接。
本发明还提供了一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构的施工方法，包括如下步骤：
a、隧道内围岩上设置初期拱顶支护，在隧道底部浇注一层C15混凝土垫层，并预埋螺栓；
b、测量隧道高度，设定入岩插筋高度，将入岩插筋打入围岩内，对入岩插筋的未入岩部固定承接板，架设第四工字钢，并将第四工字钢的两端固定连接承接板；
c、架设第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢，并将第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢的下端固定在C15混凝土垫层上预留的预埋螺栓上；
d、第一工字钢、第二工字钢之间固定第一斜撑，第一工字钢、第三工字钢之间固定第二斜撑；
f、将承接板固定设置在初期拱顶支护上，
g、在第四工字钢的上方左右对称固定设置第一立杆和第二立杆，所述第一立杆和第二立杆上端固定连接初期拱顶支护；
h、将相邻的第四工字钢之间通过连接钢筋进行固定连接，将相邻的第二工字钢的中部通过连接钢筋连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明，结构简单，操作方便，通过第一斜撑和第二斜撑对第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢进行固定支撑，能够大大提高支撑固定能力，同时第四工字钢通过入岩插筋能够提高第四工字钢的抗震性，提高固定支撑的能力。本发明专利第四工字钢通过第一工字钢、第二工字钢、第三工字钢及第一立杆、第二立杆对初期拱顶支护进行固定，能够大大提高支护能力，增加断面围岩的稳定性。
附图说明
图1本发明的正向结构示意图；
图2本发明的侧向结构示意图。
附图中的零部件名称为：
1、第一工字钢，2、第二工字钢，3、第三工字钢，4、第四工字钢，5、第一立杆，6、第二立杆，7、第一斜撑，8、第二斜撑，9、C15混凝土垫层，10、预埋螺栓，11、钢垫板，12、入岩插筋，13、初期拱顶支护，14、围岩，15、承接板，16、连接铁板，17、连接钢筋，18、加强筋。
具体实施方式
如图所示，一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构，包括沿隧道方向横向设置的多个第四工字钢4，每个所述第四工字钢4的两端分别固定连接初期拱顶支护13。入岩插筋12插入两侧围岩14内，入岩插筋12的未入岩部设置有承接板15，承接板15第四工字钢4的两端固定连接。
每个第四工字钢4的下方固定设置有第一工字钢1、第二工字钢2、第三工字钢3，第一工字钢1、第二工字钢2、第三工字钢3底端固定于隧道底面；第二工字钢2与第四工字钢4的中部位置连接，第一工字钢1、第三工字钢3位于第二工字钢2的两侧，第一工字钢1、第二工字钢2之间通过第一斜撑7连接，第三工字钢3、第二工字钢2之间通过第二斜撑8连接，每个第四工字钢4的上方左右对称固定设置第一立杆5和第二立杆6，所述第一立杆5和第二立杆6上端固定连接初期拱顶支护13。
隧道底面上设置有C15混凝土垫层9，第一工字钢1、第二工字钢2、第三工字钢3底端的钢垫板11与C15混凝土垫层9通过预留螺栓固定。每个第四工字钢4的下方通过固定设置的连接铁板16分别与第一工字钢1、第二工字钢2、第三工字钢3的上端固定连接。
其特征在于，相邻的第四工字钢4之间通过连接钢筋17连接。
相邻的第二工字钢2的中部通过连接钢筋17连接。
一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构的施工方法，包括如下步骤：
a、隧道内围岩14上设置初期拱顶支护13，在隧道底部浇注一层C15混凝土垫层9，并预埋螺栓10；
b、测量隧道高度，设定入岩插筋12高度，将入岩插筋12打入围岩14内，对入岩插筋12的未入岩部固定承接板15，架设第四工字钢4，并将第四工字钢4的两端固定连接承接板15；
c、架设第一工字钢1、第二工字钢2、第三工字钢3，并将第一工字钢1、第二工字钢2、第三工字钢3的下端固定在C15混凝土垫层9上预留的预埋螺栓10上；
d、第一工字钢1、第二工字钢2之间固定第一斜撑7，第一工字钢1、第三工字钢3之间固定第二斜撑8；
f、将承接板15固定设置在初期拱顶支护13上，
g、在第四工字钢4的上方左右对称固定设置第一立杆5和第二立杆6，所述第一立杆5和第二立杆6上端固定连接初期拱顶支护13；
h、将相邻的第四工字钢4之间通过连接钢筋17进行固定连接，将相邻的第二工字钢2的中部通过连接钢筋17连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构，其特征在于，包括沿隧道方向横向设置的多个第四工字钢(4)，每个所述第四工字钢(4)的两端分别固定连接初期拱顶支护(13)，每个所述第四工字钢(4)的两端分别固定连接入岩插筋(12)，入岩插筋(12)插入两侧围岩(14)内，每个第四工字钢(4)的下方固定设置有第一工字钢(1)、第二工字钢(2)、第三工字钢(3)，第一工字钢(1)、第二工字钢(2)、第三工字钢(3)底端固定于隧道底面；第二工字钢(2)与第四工字钢(4)的中部位置连接，第一工字钢(1)、第三工字钢(3)位于第二工字钢(2)的两侧，第一工字钢(1)、第二工字钢(2)之间通过第一斜撑(7)连接，第三工字钢(3)、第二工字钢(2)之间通过第二斜撑(8)连接，每个第四工字钢(4)的上方左右对称固定设置第一立杆(5)和第二立杆(6)，所述第一立杆(5)和第二立杆(6)上端固定连接初期拱顶支护(13)。
2.根据权利要求1所述一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构，其特征在于，隧道底面上设置有C15混凝土垫层(9)，第一工字钢(1)、第二工字钢(2)、第三工字钢(3)底端的钢垫板(11)与C15混凝土垫层(9)通过预留螺栓固定。
3.根据权利要求1所述一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构，其特征在于，每个第四工字钢(4)的下方通过固定设置的连接铁板(16)分别与第一工字钢(1)、第二工字钢(2)、第三工字钢(3)的上端固定连接。
4.根据权利要求1所述一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构，其特征在于，入岩插筋(12)的未入岩部设置有承接板(15)，承接板(15)第四工字钢(4)的两端固定连接。
5.根据权利要求1所述一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构，其特征在于，相邻的第四工字钢(4)之间通过连接钢筋(17)连接。
6.根据权利要求1所述一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构，其特征在于，相邻的第二工字钢(2)的中部通过连接钢筋(17)连接。
7.一种硬质岩大断面隧道施工支撑结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、隧道内围岩(14)上设置初期拱顶支护(13)，在隧道底部浇注一层C15混凝土垫层(9)，并预埋螺栓(10)；
b、测量隧道高度，设定入岩插筋(12)高度，将入岩插筋(12)打入围岩(14)内，对入岩插筋(12)的未入岩部固定承接板(15)，架设第四工字钢(4)，并将第四工字钢(4)的两端固定连接承接板(15)；
c、架设第一工字钢(1)、第二工字钢(2)、第三工字钢(3)，并将第一工字钢(1)、第二工字钢(2)、第三工字钢(3)的下端固定在C15混凝土垫层(9)上预留的预埋螺栓(10)上；
d、第一工字钢(1)、第二工字钢(2)之间固定第一斜撑(7)，第一工字钢(1)、第三工字钢(3)之间固定第二斜撑(8)；
f、将承接板(15)固定设置在初期拱顶支护(13)上，
g、在第四工字钢(4)的上方左右对称固定设置第一立杆(5)和第二立杆(6)，所述第一立杆(5)和第二立杆(6)上端固定连接初期拱顶支护(13)；
h、将相邻的第四工字钢(4)之间通过连接钢筋(17)进行固定连接，将相邻的第二工字钢(2)的中部通过连接钢筋(17)连接。
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