本实用新型专利技术涉及一种黄土隧道竖向变形控制结构，包括钢拱架（4）和钢拱架（5）、槽钢（3）、大直径灌浆锁脚锚管（2）、钢筋连接件（1），其特征在于：钢拱架（4）和钢拱架（5）之间纵向连接槽钢（3），大直径灌浆锁脚锚管（2）位于槽钢（3）下侧，通过连接于槽钢（3）上的大直径灌浆锁脚锚管（2），将钢拱架（4）和钢拱架（5）锚固于围岩深部，大直径灌浆锁脚锚管（2）端部焊接于钢筋连接件（1），钢筋连接件（1）焊接于槽钢（3），钢筋连接件（1）由钢筋弯曲而成，其中大直径灌浆锁脚锚管（2）打入围岩角度为15°~30°。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种隧道初期支护中钢拱架的锁定结构，特别适用于黄土隧道的竖向变形控制。
技术介绍
随着我国在黄土地区交通建设的飞速发展，出现了大量的铁路、公路黄土隧道。由于黄土的特点:大孔隙、垂直节理发育、天然含水率时强度较高、很高的湿陷性，使得在黄土地层中修建隧道存在一定的技术难题，其中在黄土隧道开挖过程中产生的竖向变形尤为显著，所以如何控制黄土隧道开挖过程中的竖向变形成为必要。黄土隧道开挖后，使原有围岩的应力重新分布，进而使围岩产生了塑性变形和松弛，为了阻止被扰动后围岩的过度位移和变形，必须采用合理的支护结构来承受围岩的压力。钢拱架是黄土隧道初期支护结构中重要的组成部分，同时又是永久支护的一部分，钢拱架本身具有较大刚度和较强的承载能力，能够在喷射混凝土未达到要求强度之前，有效的控制围岩的变形和位移，承担地层压力和约束变形。坑道开挖后由于黄土的垂直节理发育，钢拱架需要坚固的基础支撑，才能有效阻止钢拱架在新的应力场形成过程产生的下沉。通过施做大直径的锁脚锚管与钢拱架进行牢固的连接，使锁脚锚管与钢拱架形成一个整体，将钢拱架锚固于围岩深部，在一定程度上限制钢拱架的竖向位移，充分发挥钢拱架的刚度和强度，以便对坑道周边围岩提供较大的支护抗力，防止围岩产生有害的过度变形。现有在软弱围岩中控制钢拱架竖向变形的结构，是在一榀钢拱架两侧布置两根与水平面成一定夹角的锁脚锚管，通过锁脚锚管与围岩的之间的摩擦阻力及法向力，尽可能的为钢拱架提供竖向支撑，限制钢拱架的竖向下沉，尽早发挥钢拱架的刚度和强度，使其承担围岩变形引起的压力，保证隧道初期的稳定性。但是由于黄土地层较软弱，在黄土地层中修建的隧道，其竖向变形比在软弱围岩地层中修建隧道的竖向变形要大，若采用现有的控制变形结构，则锁脚锚管很难为钢拱架提供有效的竖向支撑，从而降低支护结构的安全性，导致围岩的过大变形，甚至会造成失稳、塌方等工程事故。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
中的不足之处，提供一种黄土隧道竖向变形控制结构，可以有效的阻止坑道开挖过程中的竖向变形，提高施工的安全性和结构的稳定性。实现本技术而采用的技术方案为:一种黄土隧道竖向变形控制结构，包括钢拱架(4)和钢拱架(5)、槽钢(3)、大直径灌浆锁脚锚管(2)、钢筋连接件(1)，其特征在于:钢拱架(4)和钢拱架(5)之间纵向连接槽钢(3 )，大直径灌浆锁脚锚管(2 )位于槽钢(3 )下侧，通过连接于槽钢(3 )上的大直径灌浆锁脚锚管(2)，将钢拱架(4)和钢拱架(5)锚固于围岩深部，大直径灌浆锁脚锚管(2)端部焊接于钢筋连接件(1)，钢筋连接件(I)焊接于槽钢(3)，钢筋连接件(I)由钢筋弯曲而成，其中大直径灌浆锁脚锚管(2)打入围岩角度为15° ~30°。与现有结构相比，本结构具有的优点和效果如下:1、本技术在传力方面比较明确，大直径灌浆锁脚锚管与围岩产生的作用通过锚管与槽钢的连接传至槽钢，槽钢再通过焊缝将竖向的作用传至钢拱架，从而有效的控制隧道的竖向变形。2、本技术具有良好的整体性，两榀钢拱架通过槽钢纵向连接，然后大直径灌浆锁脚锚管的的作用施加在两榀钢拱架上，使得围岩的作用不是施加在单独一榀钢拱架上，而是通过两榀钢拱架共同进行分担。3、本技术在隧道纵向亦提供支撑，取代以往在两榀钢拱架之间设置钢筋连接件，而设置槽钢作为纵向连接件，不仅使锁脚锚管与钢拱架的连接更加牢固，而且也提供了有效的纵向支撑。4、本技术更加经济合理，取代现有结构中在一榀钢拱架两侧设置两根锁脚锚管，而是设置一根直径较大的锁脚锚管作用于两榀钢拱架上，不仅降低了锁脚锚管的造价，而且节省了打锚的时间。四、【附图说明】图1本技术的结构示意图(实体图)；图2本技术的结构示意图(立面图)；图3图2的A-A剖视图；图4本技术的结构示意图(俯视图)五、【具体实施方式】本技术是一种黄土隧道竖向变形控制结构，参照图1~4，包括钢拱架(4)和钢拱架(5)、槽钢(3)、大直径灌浆锁脚锚管(2)、钢筋连接件(1)，其特征在于:钢拱架(4)和钢拱架(5 )之间纵向连接槽钢(3 )，大直径灌浆锁脚锚管(2 )位于槽钢(3 )下侧，通过连接于槽钢(3 )上的大直径灌浆锁脚锚管(2 )，将钢拱架(4)和钢拱架(5 )锚固于围岩深部，大直径灌浆锁脚锚管(2 )端部焊接于钢筋连接件(I)，钢筋连接件(I)焊接于槽钢(3 )，钢筋连接件(I)由钢筋弯曲而成，其中大直径灌浆锁脚锚管(2)打入围岩角度为15° ~30°。工作原理:在两榀钢拱架之间焊接纵向槽钢，再通过钢筋连接件将大直径灌浆锁脚锚管焊接于槽钢上，两侧的钢拱架与大直径灌浆锁脚锚管共同受力，连接体现整体性，传力明确，极限承载能力得到提高。【主权项】1.一种黄土隧道竖向变形控制结构，包括钢拱架(4 )和钢拱架(5 )、槽钢(3 )、大直径灌浆锁脚锚管(2)、钢筋连接件(1)，其特征在于:钢拱架(4)和钢拱架(5)之间纵向连接槽钢(3 )，大直径灌浆锁脚锚管(2 )位于槽钢(3 )下侧，通过连接于槽钢(3 )上的大直径灌浆锁脚锚管(2)，将钢拱架(4)和钢拱架(5)锚固于围岩深部，大直径灌浆锁脚锚管(2)端部焊接于钢筋连接件(1)，钢筋连接件(I)焊接于槽钢(3)，钢筋连接件(I)由钢筋弯曲而成，其中大直径灌浆锁脚锚管(2)打入围岩角度为15° ~30°。【专利摘要】本技术涉及一种黄土隧道竖向变形控制结构，包括钢拱架（4）和钢拱架（5）、槽钢（3）、大直径灌浆锁脚锚管（2）、钢筋连接件（1），其特征在于：钢拱架（4）和钢拱架（5）之间纵向连接槽钢（3），大直径灌浆锁脚锚管（2）位于槽钢（3）下侧，通过连接于槽钢（3）上的大直径灌浆锁脚锚管（2），将钢拱架（4）和钢拱架（5）锚固于围岩深部，大直径灌浆锁脚锚管（2）端部焊接于钢筋连接件（1），钢筋连接件（1）焊接于槽钢（3），钢筋连接件（1）由钢筋弯曲而成，其中大直径灌浆锁脚锚管（2）打入围岩角度为15°~30°。【IPC分类】E21D20-02【公开号】CN204552783【申请号】CN201520164049【专利技术人】李德武, 刘泽, 何开伟, 孙凯, 梁庆国, 蒋代军 【申请人】兰州交通大学, 中铁二局第四工程有限公司【公开日】2015年8月12日【申请日】2015年3月24日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种黄土隧道竖向变形控制结构，包括钢拱架（4）和钢拱架（5）、槽钢（3）、大直径灌浆锁脚锚管（2）、钢筋连接件（1），其特征在于：钢拱架（4）和钢拱架（5）之间纵向连接槽钢（3），大直径灌浆锁脚锚管（2）位于槽钢（3）下侧，通过连接于槽钢（3）上的大直径灌浆锁脚锚管（2），将钢拱架（4）和钢拱架（5）锚固于围岩深部，大直径灌浆锁脚锚管（2）端部焊接于钢筋连接件（1），钢筋连接件（1）焊接于槽钢（3），钢筋连接件（1）由钢筋弯曲而成，其中大直径灌浆锁脚锚管（2）打入围岩角度为15°~30°。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李德武，刘泽，何开伟，孙凯，梁庆国，蒋代军，
申请(专利权)人：兰州交通大学，中铁二局第四工程有限公司，
类型：新型
国别省市：甘肃;62
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