一种隧道型钢拱架空间协同支护系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种隧道型钢拱架空间协同支护系统，每个环向支护单元由顶部环向支护单元和底部环向支护单元构成，顶部环向支护单元和底部环向支护单元均由多节环向型钢拱架拼接而成；拼接过程中，每节环向型钢拱架两头端各连接有1块带角孔环向端头板，底部环向支护单元中的带角孔环向端头板的另一端均与1节环向型钢拱架的腹板连接，顶部环向支护单元除两头端的带角孔环向端头板与1节环向型钢拱架的顶部连接外，其余的带角孔环向端头板的另一端均与1节环向型钢拱架的腹板连接。该支护系统结构简单，施工操作性强，能提高隧道初支质量，使环、纵型钢拱架协同受力，确保环向型钢拱按设计间距布置的隧道型钢拱架空间协同支护系统。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道型钢拱架空间协同支护系统
本技术涉及一种隧道型钢拱架空间协同支护系统，属于隧道施工

技术介绍
现阶段隧道矿山法设计、施工中，初支型钢拱架采用独立成环的方式，环向型钢拱架间距通常采用焊接短钢筋来实现，施工架设后环向型钢拱架之间未形成空间协同受力。当围岩松动时，可能造成一些拱架承载力不足，一些拱架有富余；其次，施工现场通过焊接短钢筋的方式很难确保型钢拱架等距；再次，双侧壁导坑矿山法施工中，下导坑开挖会使得上导坑型钢拱架支撑点脱空，甚至会造成上导坑型钢拱架向下滑移，导致上导坑初支混凝土开裂。
技术实现思路
本技术的目的在于，提供一种隧道型钢拱架空间协同支护系统。该支护系统结构简单，施工操作性强，能提高隧道初支质量，使环、纵型钢拱架协同受力，确保环向型钢拱按设计间距布置的隧道型钢拱架空间协同支护系统。本技术的技术方案：一种隧道型钢拱架空间协同支护系统，包括有多个环向支护单元，相邻2个环向支护单元之间经1组纵向定位型钢连接，每个环向支护单元由顶部环向支护单元和底部环向支护单元构成，顶部环向支护单元和底部环向支护单元均由多节环向型钢拱架拼接而成；拼接过程中，每节环向型钢拱架两头端各连接有1块带角孔环向端头板，底部环向支护单元中的带角孔环向端头板的另一端均与1节环向型钢拱架的腹板连接，顶部环向支护单元除两头端的带角孔环向端头板与1节环向型钢拱架的顶部连接外，其余的带角孔环向端头板的另一端均与1节环向型钢拱架的腹板连接。前述的隧道型钢拱架空间协同支护系统，每节纵向定位型钢的左、右两头端各连接有1块带角孔纵向端头板，相邻两节纵向定位型钢头端的带角孔纵向端头板相互连接。前述的隧道型钢拱架空间协同支护系统，所述带角孔纵向端头板上设有孔，螺栓穿入孔后将2块带角孔纵向端头板相互连接。前述的隧道型钢拱架空间协同支护系统，所述环向型钢拱架的腹板以及顶部，还有带角孔环向端头板上设有孔，螺栓穿过环向型钢拱架和带角孔环向端头板上的孔后，将带角孔环向端头板与环向型钢拱架连接在一起。前述的隧道型钢拱架空间协同支护系统，所述环向型钢拱架和纵向定位型钢均为工字钢。本技术的有益效果：与现有技术相比，本技术的支护系统结构简单，施工操作性强，通过螺栓将环向型钢拱架与纵向定位型钢连接在一起，使各榀环向型钢拱架形成一个空间体系，相互间达成协同受力，对承载力不足处的型钢拱架受力进行空间分配；纵向定位型钢通过冲床在腹板上准确打孔，做到环向型钢拱架间距与设计间距相等，提高了施工质量；在双侧壁导坑矿山法施工中，下台阶施工使得上台阶环向型钢拱架支撑点脱空，由于受纵向定位型钢的拉结作用，不会导致上台阶型钢拱架向下滑移，对上台阶初支成品起到有效保护。附图说明附图1为本技术的结构示意图；附图2为附图1的立体结构示意图；附图3为附图1中节点A的连接主视图；附图4为附图1中节点A的连接右视图；附图5为附图1中节点B的连接主视图；附图6为附图1中节点B的连接右视图；附图7为附图1的侧面局部结构示意图；附图8为纵向定位型钢连接主视图；附图9为纵向定位型钢连接右视图；附图标记：1-环向支护单元，2-纵向定位型钢，3-顶部环向支护单元，4-底部环向支护单元，5-环向型钢拱架，6-带角孔环向端头板，7-带角孔纵向端头板，8-螺栓。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的说明，但并不作为对本技术限制的依据。本技术的实施例：一种隧道型钢拱架空间协同支护系统，如附图1-9所示，包括有多个环向支护单元1和多个纵向支护单元，环向支护单元1和纵向支护单元交错连接，相邻2个环向支护单元1之间经1组纵向定位型钢2连接，每个环向支护单元1由顶部环向支护单元3和底部环向支护单元4构成，顶部环向支护单元3和底部环向支护单元4均由多节环向型钢拱架5拼接而成；拼接过程中，每节环向型钢拱架5两头端各焊接连接有1块带角孔环向端头板6，底部环向支护单元4中的带角孔环向端头板6的另一端均与1节环向型钢拱架5的腹板连接，顶部环向支护单元3除两头端的带角孔环向端头板6与1节环向型钢拱架5的顶部连接外，其余的带角孔环向端头板6的另一端均与1节环向型钢拱架5的腹板连接。每节纵向定位型钢2的左、右两头端各焊接连接有1块带角孔纵向端头板7，相邻两节纵向定位型钢2头端的带角孔纵向端头板7相互连接。所述带角孔纵向端头板7上设有孔，螺栓8穿入孔后将2块带角孔纵向端头板7相互连接。所述环向型钢拱架5的腹板以及顶部，还有带角孔环向端头板6上设有孔，螺栓8穿过环向型钢拱架5和带角孔环向端头板6上的孔后，将带角孔环向端头板6与环向型钢拱架5连接在一起。所述环向型钢拱架5和纵向定位型钢2均为工字钢。取材方便，不用定制加工。环向型钢拱架5经预制厂弯曲成型，两端与带角孔环向端头板6焊接连接；纵向定位型钢2长度等于施工步长，即一个循环进尺的长度，两端与带角孔纵向端头板7焊接连接，腹板上按环向型钢拱架5间距在冲床上冲出定位孔；带角孔环向端头板6、带角孔纵向端头板7上的角孔采用冲床一次成型，角孔位置定位精准；螺栓8为六角头螺纹螺栓，与端头板的角孔型号匹配；隧道矿山法施工中，爆破开挖一个施工步后，将预制厂加工好的环向型钢拱架5、纵向定位型钢2运至掌子面，将纵向定位型钢2与上一施工步施工完成并预留端头的纵向定位型钢2进行对位，对位成功将两块带角孔纵向端头板7用螺栓8锁紧，随后将靠近掌子面的一榀环向型钢拱架5架立，架立成功后，用螺栓8将纵向定位型钢2和纵向定位型钢2两侧的环向型钢拱架5对位锁紧，采用同样的方法将其他环向型钢拱架5架立、锁紧，挂钢筋网，打锚杆，喷混凝土，完成一个施工步施工。随施工的进行，直到环向型钢拱架5封闭成环，且与纵向定位型钢2形成了空间协同支护体系。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道型钢拱架空间协同支护系统，其特征在于：包括有多个环向支护单元（1），相邻2个环向支护单元（1）之间经1组纵向定位型钢（2）连接，每个环向支护单元（1）由顶部环向支护单元（3）和底部环向支护单元（4）构成，顶部环向支护单元（3）和底部环向支护单元（4）均由多节环向型钢拱架（5）拼接而成；拼接过程中，每节环向型钢拱架（5）两头端各连接有1块带角孔环向端头板（6），底部环向支护单元（4）中的带角孔环向端头板（6）的另一端均与1节环向型钢拱架（5）的腹板连接，顶部环向支护单元（3）除两头端的带角孔环向端头板（6）与1节环向型钢拱架（5）的顶部连接外，其余的带角孔环向端头板（6）的另一端均与1节环向型钢拱架（5）的腹板连接。

【技术特征摘要】
1.一种隧道型钢拱架空间协同支护系统，其特征在于：包括有多个环向支护单元（1），相邻2个环向支护单元（1）之间经1组纵向定位型钢（2）连接，每个环向支护单元（1）由顶部环向支护单元（3）和底部环向支护单元（4）构成，顶部环向支护单元（3）和底部环向支护单元（4）均由多节环向型钢拱架（5）拼接而成；拼接过程中，每节环向型钢拱架（5）两头端各连接有1块带角孔环向端头板（6），底部环向支护单元（4）中的带角孔环向端头板（6）的另一端均与1节环向型钢拱架（5）的腹板连接，顶部环向支护单元（3）除两头端的带角孔环向端头板（6）与1节环向型钢拱架（5）的顶部连接外，其余的带角孔环向端头板（6）的另一端均与1节环向型钢拱架（5）的腹板连接。2.根据权利要求1所述的隧道型钢拱架空间协同支护系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁中勇，饶军应，聂凯良，谢涛，刘灯凯，刘宁，赵霞，谢财进，卢松柏，
申请(专利权)人：贵州大学，中铁十二局集团第三工程有限公司，
类型：新型
国别省市：贵州,52