一种隧道台阶法施工的临时横支撑及其安装方法技术

本发明专利技术公开了一种隧道台阶法施工的临时横支撑及其安装方法，临时横支撑支撑于主洞钢拱架的横向弦线上，两端与主洞钢拱架连接，所述临时横支撑为预制成的杆状横支撑，包括中间节和两段活动节，两段所述活动节分别铰接于中间节的两端，所述活动节能绕铰点转动并固定于垂直中间节的位置以及固定于与中间节同轴的位置。该临时横支撑具有适用于台阶法施工、安装和拆卸方便快捷、可重复使用和能降低成本等优点，使用该临时横支撑施工的安装方法同样具备上述优点且步骤简单。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道台阶法施工的临时横支撑及其安装方法
本专利技术涉及隧道临时支护领域，尤其涉及一种隧道台阶法施工的临时横支撑及其安装方法。
技术介绍
大断面软弱围岩隧道中常常采用三台阶法施工。当分步开挖各台阶后，隧道开挖围岩压力增加，支撑装置所受弯矩及轴力逐渐增大，初支结构向洞内发生明显的滑动变形，传统的处置方法是设置钢筋混凝土横支撑，需焊接钢拱架并浇筑混凝土，施工完成后再用手持式风镐破除混凝土，用氧焊割除固定杆和型钢拱架。这一过程中，横支撑不能得到重复利用。这种方式存在的问题是：安装过程耗时长；拆除过程噪音大、粉尘多，产生大量的建筑垃圾和废钢材；在隧道这类狭小空间内进行氧焊割除作业存在一定的危险性。此外，现阶段存在的一些装配式隧道横支撑，在隧道横断面较大时会导致横支撑重量极大，运输不便、拼装困难等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种适用于台阶法施工的、安装和拆卸方便快捷、可重复使用和能降低成本的隧道台阶法施工的临时横支撑，以及一种步骤简单的使用该临时横支撑施工的安装方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种隧道台阶法施工的临时横支撑，支撑于主洞钢拱架的横向弦线上，两端与主洞钢拱架连接，所述临时横支撑为预制成的杆状横支撑，包括中间节和两段活动节，两段所述活动节分别铰接于中间节的两端，所述活动节能绕铰点转动并固定于垂直中间节的位置以及固定于与中间节同轴的位置。作为上述隧道台阶法施工的临时横支撑的进一步改进：所述活动节的非铰接端设有与主洞钢拱架的端头配合的内凹的对接避让区，所述活动节的绕铰点的旋转平面与对接避让区的截面相平行。所述活动节的非铰接端设有用于避让主洞钢拱架的端头的避让缺口，所述避让缺口的底部设有与主洞钢拱架的端头截面形状相配合的对接钢板，对接钢板与避让缺口围设成所述对接避让区。所述避让缺口包括垂直于主洞钢拱架的端头的顶部开口、位于活动节端部的端部开口和位于活动节侧部的侧部开口，所述侧部开口于活动节与中间节垂直时位于活动节的外侧。所述中间节的两端均设有接口，接口为两片平行布设于中间节端部的夹板，所述活动节的铰接端设有插板，插板的宽度不大于两片夹板的间距；所述插板插入接口的两片夹板之间形成插接连接，并通过穿入的铰轴铰接。所述接口和插板的外缘均为以铰点为圆心的半圆弧线。所述插板上设有至少一个第一通孔，夹板上设有于中间节和活动节同轴时与各第一通孔位置对应的第二通孔，并通过穿入第一通孔和第二通孔的紧固件使中间节和活动节固定于同轴位置。所述夹板上还设有于中间节和活动节垂直时与各第一通孔位置对应的第三通孔，并通过穿入第一通孔和第三通孔的紧固件使中间节和活动节固定于垂直位置。所述临时横支撑采用复合树脂材料制成。一种用上述隧道台阶法施工的临时横支撑进行施工的安装方法，其步骤包括：S1：在工厂预制隧道台阶法施工的临时横支撑；S2：旋转活动节，使两个活动节垂直于中间节，用紧固件穿入第一通孔和第三通孔中并紧固，之后运输至施工现场；S3：在主洞钢拱架施工完成后，预先开挖装配临时横支撑所需凹槽，将步骤S2中临时横支撑的中间节安装于凹槽中；S4：取下穿入第一通孔和第三通孔的紧固件，活动节绕铰点转动并与中间节同轴，用紧固件穿入第一通孔和第二通孔中并紧固；S5：将活动节的两端与主洞钢拱架的端头连接；S6：在临时横支撑上方覆土，完成安装：；S7：在拆卸临时横支撑前，将临时横支撑上方覆土挖开；S8：取下穿入第一通孔和第二通孔的紧固件，活动节绕铰点转动并与中间节垂直，用紧固件穿入第一通孔和第三通孔中并紧固；S9：将折叠后的临时横支撑运输至下一开挖断面；S10：重复步骤S3～S9，直至施工完成。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术提供了一种适用于隧道台阶法施工的临时横支撑，支撑于主洞钢拱架的横向弦线上，两端与主洞钢拱架连接，为隧道初支结构提供横向的支撑力，避免初支结构向洞内发生滑动变形。与现有的现场浇筑式横支撑不同的是，本专利技术的临时横支撑为预制成的杆状横支撑，是可以重复利用的横支撑，因此安装时省去了浇筑等步骤，节约了钢支撑及喷射混凝土等施工材料，可实现快速安装、及时受力；拆除时也无需经过氧焊割除等步骤，不仅更加快捷方便高效，还提高了安全性能，并且不会产生噪音粉尘污染以及各类废料，因此降低了施工成本，经济效益显著。横断面较大的隧道所需横支撑也较长，因此当进行横支撑的运输时，长杆状横支撑对运输工具的要求较高，会提高所需成本，而本专利技术的隧道台阶法施工的临时横支撑包括中间节和两段活动节，两段活动节分别铰接于中间节的两端，活动节能绕铰点转动并固定于垂直中间节的位置以及固定于与中间节同轴的位置，进行运输时，只需将横支撑弯折成“冂”字型，便可以采用一般的运输工具进行运输，降低成本，提高运输效率。此外，一体式横支撑安装时往往需要两端同时与待安装件连接才行，因此安装难度大，安装效率低，工作人员的安装经验需求较高，而本专利技术的横支撑由于可以折弯，因此安装时可以两端依次安装，降低了安装难度，提高了安装效率，降低了工作人员的安装经验需求。附图说明图1是隧道台阶法施工的临时横支撑与主洞钢拱架的连接示意图；图2是隧道台阶法施工的临时横支撑中活动节的对接避让区的示意图；图3是隧道台阶法施工的临时横支撑中活动节与中间节同轴的示意图；图4是隧道台阶法施工的临时横支撑中活动节与中间节垂直的示意图；图5是隧道台阶法施工的临时横支撑中接口和插板的结构示意图。图例说明：1、主洞钢拱架；2、中间节；21、接口；211、夹板；212、第二通孔；213、第三通孔；3、活动节；31、插板；311、第一通孔；32、对接避让区；321、对接钢板。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。实施例：如图1所示，本实施例的适用于隧道台阶法施工的临时横支撑，支撑于主洞钢拱架1的横向弦线上，两端与主洞钢拱架1连接，为隧道初支结构提供横向的支撑力，避免初支结构向洞内发生滑动变形。与现有的现场浇筑式横支撑不同的是，本实施例的临时横支撑为预制成的杆状横支撑，是可以重复利用的横支撑，因此安装时省去了浇筑等步骤，节约了钢支撑及喷射混凝土等施工材料，可实现快速安装、及时受力；拆除时也无需经过氧焊割除等步骤，不仅更加快捷方便高效，还提高了安全性能，并且不会产生噪音粉尘污染以及各类废料，因此降低了施工成本，节省了各类能源。横断面较大的隧道所需横支撑也较长，因此当进行横支撑的运输时，长杆状横支撑对运输工具的要求较高，会提高所需成本，而本实施例的临时横支撑为预制成的杆状横支撑，包括中间节2和两段活动节3，两段活动节3分别铰接于中间节2的两端，活动节3能绕铰点转动并固定于垂直中间节2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧道台阶法施工的临时横支撑，支撑于主洞钢拱架(1)的横向弦线上，两端与主洞钢拱架(1)连接，其特征在于：所述临时横支撑为预制成的杆状横支撑，包括中间节(2)和两段活动节(3)，两段所述活动节(3)分别铰接于中间节(2)的两端，所述活动节(3)能绕铰点转动并固定于垂直中间节(2)的位置以及固定于与中间节(2)同轴的位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种隧道台阶法施工的临时横支撑，支撑于主洞钢拱架(1)的横向弦线上，两端与主洞钢拱架(1)连接，其特征在于：所述临时横支撑为预制成的杆状横支撑，包括中间节(2)和两段活动节(3)，两段所述活动节(3)分别铰接于中间节(2)的两端，所述活动节(3)能绕铰点转动并固定于垂直中间节(2)的位置以及固定于与中间节(2)同轴的位置。


2.根据权利要求1所述的隧道台阶法施工的临时横支撑，其特征在于：所述活动节(3)的非铰接端设有与主洞钢拱架(1)的端头配合的内凹的对接避让区(32)，所述活动节(3)的绕铰点的旋转平面与对接避让区(32)的截面相平行。


3.根据权利要求2所述的隧道台阶法施工的临时横支撑，其特征在于：所述活动节(3)的非铰接端设有用于避让主洞钢拱架(1)的端头的避让缺口，所述避让缺口的底部设有与主洞钢拱架(1)的端头截面形状相配合的对接钢板(321)，对接钢板(321)与避让缺口围设成所述对接避让区(32)。


4.根据权利要求3所述的隧道台阶法施工的临时横支撑，其特征在于：所述避让缺口包括垂直于主洞钢拱架(1)的端头的顶部开口、位于活动节(3)端部的端部开口和位于活动节(3)侧部的侧部开口，所述侧部开口于活动节(3)与中间节(2)垂直时位于活动节(3)的外侧。


5.根据权利要求1所述的隧道台阶法施工的临时横支撑，其特征在于：所述中间节(2)的两端均设有接口(21)，接口(21)为两片平行布设于中间节(2)端部的夹板(211)，所述活动节(3)的铰接端设有插板(31)，插板(31)的宽度不大于两片夹板(211)的间距；所述插板(31)插入接口(21)的两片夹板(211)之间形成插接连接，并通过穿入的铰轴铰接。


6.根据权利要求5所述的隧道台阶法施工的临时横支撑，其特征在于：所述接口(21)和插板(31)的外缘均为以铰点为圆心的半圆弧线。


7.根据权利要求5所述的隧道台阶法施工的临时横支撑，...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅金阳，刘任，赵宁宁，徐光阳，肖欧辉，夏海，阳军生，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43