一種隧道施工中的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型公開(kāi)了一種隧道施工中的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著隧道工程的不斷發(fā)展，大跨度隧道越來(lái)越多，大斷面隧道一次性開(kāi)挖會(huì)造成工作面曝露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，荷載釋放較快等問(wèn)題而引起的圍巖不穩(wěn)定，加大了隧道施工風(fēng)險(xiǎn)，因此隧道分塊開(kāi)挖的思想逐漸盛行。在圍巖較差的地質(zhì)條件下，越來(lái)越多的大跨隧道施工采用，分塊開(kāi)挖+臨時(shí)支護(hù)的施工方法。臨時(shí)支護(hù)作為隧道開(kāi)挖過(guò)程中，提高安全性的臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，對(duì)封閉圍巖，保護(hù)圍巖強(qiáng)度等的要求較低，只要能夠保證臨時(shí)支護(hù)的強(qiáng)度、剛度及整體性，就能夠發(fā)揮臨時(shí)支護(hù)功能；現(xiàn)有臨時(shí)支護(hù)方式通常采用由鋼拱架+縱向連接筋+鋼筋網(wǎng)構(gòu)成的骨架?chē)娛┗炷翗?gòu)成。這種臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)具有很高的強(qiáng)度、剛性，完全可以滿(mǎn)足安全生產(chǎn)的需要。但是，這種臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)也還存在以下缺陷:
[0003]I)由于臨時(shí)支護(hù)是由混凝土與鋼拱架+縱向連接筋+鋼筋網(wǎng)構(gòu)成的骨架固結(jié)在一起形成，因此，施作工序復(fù)雜、周期長(zhǎng)，特別是拆除的時(shí)候，操作非常麻煩，通常是采用風(fēng)鎬逐層破拆，有時(shí)候甚至要?jiǎng)佑么笮蜎_擊設(shè)備進(jìn)行破拆，才能有效拆除，一方面，拆除工序時(shí)間長(zhǎng)、操作不便，對(duì)其他各工序的影響較大，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度；另一方面，利用大型沖擊設(shè)備進(jìn)行破拆，稍不小心及會(huì)破壞初期支護(hù)，給施工帶來(lái)安全隱患。
[0004]2)由鋼拱架+縱向連接筋+鋼筋網(wǎng)構(gòu)成的骨架?chē)娛┗炷翗?gòu)成的支護(hù)結(jié)構(gòu)，材料消耗量大，且不能夠循環(huán)利用，增加工程造價(jià)。
[0005]3)當(dāng)有臨時(shí)仰拱存在或側(cè)壁導(dǎo)坑存在的情況下施工，由于臨時(shí)支護(hù)全噴施了混凝土、鋼拱架間沒(méi)有空隙，則掌子面渣土不能夠直接通過(guò)臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)輸送到臨時(shí)仰拱下或?qū)Э觾?nèi)嚴(yán)重影響出渣效率，拖慢施工進(jìn)度，給施工組織帶來(lái)很大的困難。
[0006]如何在保證安全的前提下，加快施工進(jìn)度，節(jié)省工程造價(jià)，提高施工效率，是隨到施工亟待解決的問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種結(jié)構(gòu)合理、組裝拆卸方便、使用成本低、材料可循環(huán)使用的隧道施工中的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0008]本實(shí)用新型一種隧道施工中的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，所述臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)鋼拱架、縱向連接筋及加強(qiáng)筋，相鄰兩個(gè)鋼拱架之間焊接有縱向連接筋而構(gòu)成臨時(shí)支護(hù)架，在所述臨時(shí)支護(hù)架的至少一個(gè)側(cè)面設(shè)有加強(qiáng)筋構(gòu)成臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0009]本實(shí)用新型一種隧道施工中的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)筋為鋼板，沿臨時(shí)支護(hù)架的縱向與每一個(gè)鋼拱架實(shí)現(xiàn)焊接連接。
[0010]本實(shí)用新型一種隧道施工中的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)筋設(shè)置在所述臨時(shí)支護(hù)架的兩個(gè)側(cè)面。
[0011]本實(shí)用新型一種隧道施工中的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，所述加強(qiáng)筋數(shù)量為1-8條。
[0012]本實(shí)用新型一種隧道施工中的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，臨時(shí)支護(hù)架的形狀按隧道分塊開(kāi)挖所形成的支護(hù)空間形狀確定。
[0013]本實(shí)用新型一種隧道施工中的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)臨時(shí)支護(hù)架垂直交叉連接處采用角鋼連接固定，所述角鋼與兩個(gè)臨時(shí)支護(hù)架中的鋼拱架之間采用螺栓連接固定或焊接固定。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)減少臨時(shí)支護(hù)材料的消耗，有利于材料的循環(huán)利用，最大限度的節(jié)約工程造價(jià)；
[0016]2)簡(jiǎn)化施工工序，臨時(shí)支護(hù)一榀鋼拱架?chē)婍艜r(shí)間在30?40min，且噴射混凝土容易堵管，增加進(jìn)入下一道工序的時(shí)間，在臨時(shí)支護(hù)拆除時(shí)，一榀鋼拱架?chē)婍盆彸臅r(shí)間也在30min左右，因此，采用本實(shí)用新型臨時(shí)支護(hù)方法，在臨時(shí)支護(hù)施作及拆除中節(jié)約大量時(shí)間，有利于加快施工進(jìn)度，提高施工效率，降低成本；
[0017]3)減輕了臨時(shí)支護(hù)自身重量，避免了由于臨時(shí)支護(hù)自重對(duì)支護(hù)效果、隧道結(jié)構(gòu)帶來(lái)的不利影響。
[0018]4)施作簡(jiǎn)單、靈活，可以根據(jù)具體的施工方法、地質(zhì)條件等進(jìn)行合理調(diào)整，且不同支護(hù)結(jié)構(gòu)間的相互轉(zhuǎn)化也較容易實(shí)現(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]附圖1為采用CRD法施工時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖2為采用CRD法施工時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例1的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖3為采用CD法施工時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖4為采用⑶法施工時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例2的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖5為采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法法施工時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖6為采用雙側(cè)壁導(dǎo)坑法法施工時(shí)，本實(shí)用新型實(shí)施例3的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
[0026]參見(jiàn)附圖2，采用CRD法施工，對(duì)開(kāi)挖輪廓高約10m，寬約12m，隧道埋深約14m，圍巖級(jí)別為V級(jí)的隧道采用本實(shí)用新型的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，支護(hù)長(zhǎng)度50m ；
[0027]本實(shí)施例中，所述臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)鋼拱架、縱向連接筋及加強(qiáng)筋，相鄰兩個(gè)鋼拱架之間焊接有縱向連接筋而構(gòu)成臨時(shí)支護(hù)架，連接處采用角鋼連接固定，豎向的臨時(shí)支護(hù)架形成中隔壁，橫向的臨時(shí)支護(hù)架形成臨時(shí)仰拱，在臨時(shí)仰拱上搭設(shè)方木形成施工便道，供工人行走，材料運(yùn)輸?shù)?；在所述臨時(shí)支護(hù)架的一個(gè)側(cè)面設(shè)有加強(qiáng)筋構(gòu)成臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)；所述加強(qiáng)筋為鋼板并沿臨時(shí)支護(hù)架的縱向與每一個(gè)鋼拱架實(shí)現(xiàn)焊接或螺栓連接；所述加強(qiáng)筋數(shù)量為4條。
[0028]本實(shí)施例中，臨時(shí)支護(hù)架采用的鋼拱架為118工字鋼，間距為0.5m,相鄰兩鋼拱架間采用縱向連接筋連接，架設(shè)2?5榀鋼拱架后，沿臨時(shí)支護(hù)架縱向焊接或螺栓連接鋼板形成臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0029]施工中，對(duì)試驗(yàn)段50m范圍內(nèi)采用本實(shí)用新型提供的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，而非試驗(yàn)段則采用傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)的鋼拱架+縱向連接筋+鋼筋網(wǎng)+噴砼；在試驗(yàn)段與非試驗(yàn)段中的鋼拱架上裝設(shè)表面應(yīng)變計(jì)，量測(cè)數(shù)據(jù)顯示試驗(yàn)段與非試驗(yàn)段鋼拱架所受應(yīng)力大小無(wú)顯著差另IJ，臨時(shí)仰拱處鋼拱架應(yīng)力大小在10?15MPa，中隔壁處鋼拱架應(yīng)力在20?30MPa，遠(yuǎn)小于鋼拱架的屈服強(qiáng)度；
[0030]利用有限元軟件對(duì)采用本實(shí)用新型提供的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工全過(guò)程進(jìn)行三維數(shù)值模擬，數(shù)值計(jì)算結(jié)果規(guī)律同監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)；
[0031]采用本實(shí)用新型提供的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)段，實(shí)現(xiàn)安全快速貫通，地表沉降值控制在20mm以?xún)?nèi)，拱頂沉降值控制在30mm以?xún)?nèi)，水平收斂控制在13mm以?xún)?nèi)；滿(mǎn)足施工規(guī)范要求；
[0032]本實(shí)施例中，臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的橫斷面由上、下中隔壁，左右臨時(shí)仰拱4部分構(gòu)成，在施工過(guò)程中，每榀鋼拱架的安裝時(shí)間較非試驗(yàn)段的傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)的鋼拱架+縱向連接筋+鋼筋網(wǎng)+噴砼的安裝時(shí)間，可節(jié)省約0.6小時(shí)，由于間距為0.5m，因此，則該試驗(yàn)段50m范圍共節(jié)省安裝時(shí)間約4*0.6*50/0.5 = 240小時(shí)；每榀鋼拱架的拆除時(shí)間較非試驗(yàn)段的傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)的鋼拱架+縱向連接筋+鋼筋網(wǎng)+噴砼的拆除時(shí)間，可節(jié)省約0.5小時(shí)，則該試驗(yàn)段50m范圍共節(jié)省拆除時(shí)間約4*0.5*50/0.5 = 200小時(shí)；
[0033]臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)中臨時(shí)仰拱、中隔壁的長(zhǎng)度分別取隧道開(kāi)挖輪廓的寬度、高度，即每橫斷面鋼拱架長(zhǎng)度約為10+12 = 22m，則該試驗(yàn)段臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)中所用的鋼拱架總長(zhǎng)約為22*50/0.5 = 2200m，重量約為2200*24.1 = 53020kg，以循環(huán)利用I次計(jì)算，該試驗(yàn)段節(jié)省型鋼約為53020/2 = 26510kg ;而非試驗(yàn)段的傳統(tǒng)臨時(shí)支護(hù)的鋼拱架+縱向連接筋+鋼筋網(wǎng)+噴砼結(jié)構(gòu)，型鋼不能循環(huán)使用。此外，本試驗(yàn)段還可以節(jié)省混凝土約為0.18*50*22 =198m3。
[0034]實(shí)施例2
[0035]參見(jiàn)附圖4，采用⑶法施工，對(duì)開(kāi)挖輪廓高約11m，寬約12m，隧道埋深約18m，圍巖級(jí)別為V級(jí)的隧道采用本實(shí)用新型的臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)，支護(hù)長(zhǎng)度50m ；
[0036]本實(shí)施例中，所述臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)鋼拱架、縱向連接筋及加強(qiáng)筋，相鄰兩個(gè)鋼拱架之間焊接有縱向連接筋而構(gòu)成臨時(shí)支護(hù)架；在所述臨時(shí)支護(hù)架的一個(gè)側(cè)面設(shè)有加強(qiáng)筋構(gòu)成臨時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)；所述加強(qiáng)筋為鋼板并沿臨時(shí)支護(hù)架的