用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)；包括拱架裝置和噴射混凝土，拱架裝置包括型鋼拱架和鋼格柵，型鋼拱架與鋼格柵通過(guò)相鄰兩榀鋼格柵中間設(shè)置一榀型鋼拱架、相鄰兩榀鋼格柵的一側(cè)設(shè)置一榀型鋼拱架、相鄰兩榀型鋼拱架的一側(cè)設(shè)置兩榀鋼格柵或者相鄰兩榀型鋼拱架的一側(cè)設(shè)置一榀鋼格柵的排列方式布置，拱架裝置中相鄰的兩個(gè)型鋼拱架之間、兩個(gè)鋼格柵之間或者型鋼拱架和鋼格柵之間的拱架間距為50～60cm，在拱架裝置的上下邊緣分別采用連接筋連接組合成一個(gè)整體，噴射混凝土覆蓋在拱架裝置上；本發(fā)明的有益效果：結(jié)合了“鋼格柵和型鋼拱架”支護(hù)措施，工作效率高、施工方便、安全可靠、支護(hù)強(qiáng)度高。
【專利說(shuō)明】用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于膨脹性土層隧道初期的支護(hù)，尤其涉及一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)交通路網(wǎng)的不斷建設(shè)，隧道工程越來(lái)越多的出現(xiàn)在線路規(guī)劃中，可以預(yù)見(jiàn)穿越膨脹性土層隧道的建設(shè)將成為困擾隧道工作者的一大難題?；谛聤W法理論，目前在膨脹性土層隧道初期支護(hù)中大多采用拱架結(jié)合噴射混凝土的支護(hù)技術(shù)，其中所用拱架主要有型鋼拱架和格柵拱架，但兩種拱架的各自特點(diǎn)限制了初期支護(hù)對(duì)隧道圍巖支護(hù)作用的發(fā)揮。
[0003]型鋼拱架架設(shè)后能夠立即承載，多用于需要立即控制圍巖繼續(xù)松弛和塑性區(qū)繼續(xù)擴(kuò)大或變形迅速發(fā)展的場(chǎng)合，但經(jīng)常沿著鋼拱架產(chǎn)生環(huán)向收縮裂縫，而且，鋼拱架背后的噴射混凝土很難充填密實(shí)，影響支護(hù)效果。格柵拱架作為一種新型支護(hù)拱架，與噴射混凝土結(jié)合良好，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，并能與圍巖形成一體，有利于提高圍巖的自承載能力；且具有明顯的各向同性、等強(qiáng)度、等剛度和等穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，但其抵抗初始變形的能力弱，整體剛度低。
[0004]考慮到膨脹性土層隧道開(kāi)挖后圍巖變形較大，需要快而高的支護(hù)強(qiáng)度，因此目前在膨脹性土層隧道施工中大多采用增加型鋼拱架的方式控制圍巖變形。但是，膨脹性土層圍巖的膨脹變形往往導(dǎo)致初期支護(hù)開(kāi)裂、圍巖后期荷載超過(guò)型鋼的承載能力，易導(dǎo)致隧道初期支護(hù)破壞，引起隧道塌方。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，它具有工作效率高、省時(shí)省力、支護(hù)效果好、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0007]—種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，包括拱架裝置和噴射混凝土，所述拱架裝置包括型鋼拱架和鋼格柵，所述型鋼拱架與鋼格柵通過(guò)相鄰兩榀鋼格柵中間設(shè)置一榀型鋼拱架、相鄰兩榀鋼格柵的一側(cè)設(shè)置一榀型鋼拱架、相鄰兩榀型鋼拱架的一側(cè)設(shè)置兩榀鋼格柵或者相鄰兩榀型鋼拱架的一側(cè)設(shè)置一榀鋼格柵的排列方式布置，所述拱架裝置中相鄰的兩個(gè)型鋼拱架之間、兩個(gè)鋼格柵之間或者型鋼拱架和鋼格柵之間的拱架間距為50?60cm，在拱架裝置的上下邊緣分別采用連接筋連接組合成一個(gè)整體，所述噴射混凝土覆蓋在拱架裝置上。
[0008]所述型鋼拱架采用工字鋼，型號(hào)為12(|、I21或者122。
[0009]所述鋼格柵的主筋采用Φ: 28mm?φ 32mm的螺紋鋼。
[0010]所述連接筋采用Φ 22mm螺紋鋼，間距為60cm。
[0011]所述噴射混凝土型號(hào)為C25,噴層厚度為30?35cm。[0012]本發(fā)明的有益效果:
[0013]I本發(fā)明中鋼拱架與鋼格柵混合布置，排列方式可根據(jù)隧道圍巖實(shí)際變形規(guī)律自由改變，利用型鋼拱架剛度大的特點(diǎn)提高支護(hù)初期階段的支護(hù)強(qiáng)度，同時(shí)發(fā)揮格柵拱架的柔性支護(hù)作用起到讓壓支護(hù)的效果。
[0014]2由于鋼格柵與混凝土結(jié)合效果優(yōu)良，形成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，大大提高了隧道初期支護(hù)的后期強(qiáng)度，有效控制了膨脹性土層圍巖的膨脹變形。
[0015]3采用連接筋分別在拱架的上下邊緣將相鄰拱架連接在一起，將初期支護(hù)骨架組合成一個(gè)整體，提高初期支護(hù)平面剛度，防止鋼架在隧道縱向方向上扭曲變形。
[0016]4與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明專門針對(duì)膨脹性土層隧道的圍巖變形特性，結(jié)合了“鋼格柵和型鋼拱架”支護(hù)措施，具有工作效率高、省時(shí)省力、施工操作方便、安全可靠、支護(hù)強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)膨脹土層隧道的有效支護(hù)，大大減小了隧道圍巖坍塌發(fā)生的幾率；鋼格柵與型鋼拱架的選擇與現(xiàn)行隧道支護(hù)常用的拱架是一樣的，通過(guò)整合兩種支護(hù)技術(shù)，充分發(fā)揮兩者的各自優(yōu)點(diǎn)，互相彌補(bǔ)缺點(diǎn)，能夠適應(yīng)膨脹性土層圍巖的變形規(guī)律，大大提高了對(duì)圍巖的支護(hù)強(qiáng)度，有效地控制了膨脹性土層圍巖的膨脹變形。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的斷面形狀示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本發(fā)明實(shí)施例4整體結(jié)構(gòu)示意圖.[0022]其中，1.鋼格柵，2.型鋼拱架，3.噴射混凝土，4.拱架間距，5.連接筋。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024]實(shí)施例1
[0025]一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，如圖1-2所示，包括拱架裝置和噴射混凝土 3，所述拱架裝置包括型鋼拱架2和鋼格柵1，所述型鋼拱架2與鋼格柵I通過(guò)相鄰兩榀鋼格柵I中間設(shè)置一榀型鋼拱架2的排列方式布置，所述拱架裝置中相鄰的鋼拱架2和鋼格柵I之間的拱架間距4為50~60cm，在拱架裝置的上下邊緣分別采用連接筋5連接組合成一個(gè)整體，所述噴射混凝土 3覆蓋`在拱架裝置上。
[0026]所述型鋼拱架2采用工字鋼，型號(hào)為12。。
[0027]所述鋼格柵I的主筋采用φ 28mm~φ 32mm的螺紋鋼。
[0028]所述連接筋5采用φ: 22mm螺紋鋼，間距為60cm。
[0029]所述噴射混凝土 3型號(hào)為C25,噴層厚度為30~35cm。
[0030]鋼格柵I在隧道開(kāi)挖后立即安裝，主筋采用Φ: 28mm~φ 32mm螺紋鋼，箍筋根據(jù)主筋選擇確定；鋼拱架2在隧道開(kāi)挖后立即安裝，采用工字鋼，型號(hào)為12(|、I21或者I22，拱架間距4為50~60cm ;連接筋5分別在型鋼拱架2的上下邊緣將相鄰拱架2連接在一起，采用Φ 22mm螺紋鋼，間距為60cm ;噴射混凝土 3在型鋼拱架2安裝完成后立即施作，型號(hào)為C25,噴層厚度為30?35cm，覆蓋型鋼拱架2。
[0031]使用時(shí)，隧道開(kāi)挖完成以后，立即安裝鋼格柵I和型鋼拱架2，控制好拱架間距4，然后焊接多個(gè)連接筋5，將拱架裝置組合成一個(gè)整體，施作噴射混凝土 3，保證混凝土層將拱架裝置完全覆蓋。
[0032]實(shí)施例2
[0033]一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，如圖3所示，包括拱架裝置和噴射混凝土 3，所述拱架裝置包括型鋼拱架2和鋼格柵1，所述型鋼拱架2與鋼格柵I通過(guò)相鄰兩榀鋼格柵I的一側(cè)設(shè)置一榀型鋼拱架2的排列方式布置，所述拱架裝置中相鄰的兩個(gè)鋼格柵I之間以及型鋼拱架2和鋼格柵I之間的拱架間距4為50?60cm，在拱架裝置的上下邊緣分別采用連接筋5連接組合成一個(gè)整體，所述噴射混凝土 3覆蓋在拱架裝置上。
[0034]實(shí)施例3
[0035]一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，如圖4所示，包括拱架裝置和噴射混凝土 3，所述拱架裝置包括型鋼拱架2和鋼格柵1，所述型鋼拱架2與鋼格柵I通過(guò)相鄰兩榀型鋼拱架2的一側(cè)設(shè)置兩榀鋼格柵I的排列方式布置，所述拱架裝置中相鄰的兩個(gè)型鋼拱架2之間、兩個(gè)鋼格柵I之間以及型鋼拱架2和鋼格柵I之間的拱架間距4為50?60cm，在拱架裝置的上下邊緣分別采用連接筋5連接組合成一個(gè)整體，所述噴射混凝土 3覆蓋在拱架裝置上。
[0036]實(shí)施例4
[0037]—種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，如圖5所示，包括拱架裝置和噴射混凝土 3，所述拱架裝置包括型鋼拱架2和鋼格柵1，所述型鋼拱架2與鋼格柵I通過(guò)相鄰兩榀型鋼拱架2的一側(cè)設(shè)置一榀鋼格柵I的排列方式布置，所述拱架裝置中相鄰的兩個(gè)型鋼拱架2之間以及型鋼拱架2和鋼格柵I之間的拱架間距4為50?60cm，在拱架裝置的上下邊緣分別采用連接筋5連接組合成一個(gè)整體，所述噴射混凝土 3覆蓋在拱架裝置上。
[0038]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，其特征是，包括拱架裝置和噴射混凝土，所述拱架裝置包括型鋼拱架和鋼格柵，所述型鋼拱架與鋼格柵通過(guò)相鄰兩榀鋼格柵中間設(shè)置一榀型鋼拱架、相鄰兩榀鋼格柵的一側(cè)設(shè)置一榀型鋼拱架、相鄰兩榀型鋼拱架的一側(cè)設(shè)置兩榀鋼格柵或者相鄰兩榀型鋼拱架的一側(cè)設(shè)置一榀鋼格柵的排列方式布置，所述拱架裝置中相鄰的兩個(gè)型鋼拱架之間、兩個(gè)鋼格柵之間或者型鋼拱架和鋼格柵之間的拱架間距為50?60cm，在拱架裝置的上下邊緣分別采用連接筋連接組合成一個(gè)整體，所述噴射混凝土覆蓋在拱架裝置上。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，其特征是，所述型鋼拱架采用工字鋼，型號(hào)為12(1、I21或者122。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，其特征是，所述鋼格柵的主筋采用tP: 28mm?φ 32mm的螺紋鋼。
4.如權(quán)利要求1所述的一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，其特征是，所述連接筋采用φ 22mm螺紋鋼，間距為60cm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種用于膨脹性土層隧道初期的鋼格柵鋼拱架聯(lián)合支護(hù)，其特征是，所述噴射混凝土型號(hào)為C25,噴層厚度為30?35cm。
【文檔編號(hào)】E21D11/15GK103806919SQ201410052603
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】李樹(shù)忱, 馮丙陽(yáng), 李術(shù)才, 張露晨, 路剛, 王有余 申請(qǐng)人:山東大學(xué)