大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架及其施工方法，该夹持加固排架包括：排架板、对拉螺栓、螺帽垫块以及螺母垫块；其中，排架板的数量为两块，两块排架板对称布置在夹持加固排架的两侧，对拉螺栓的数量为多套，多套对拉螺栓横向穿设在两块排架板中，且每套对拉螺栓伸出于两块排架板外侧的两端分别设置有螺帽垫块和螺母垫块，并通过拧紧螺母固定夹紧；并且其中，每块排架板上呈中心对称地开设有八个直角三角形的排架板镂空，以使排架板形成四条外边框且内部形成米字型支撑结构，排架板内壁与隧道中间岩柱所对应的隧道初期支护的外壁相贴合。道初期支护的外壁相贴合。道初期支护的外壁相贴合。

【技术实现步骤摘要】
大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架及其施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，具体涉及一种大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架及其施工方法。

技术介绍

[0002]伴随我国基础设施建设的快速发展，在公路山岭隧道、铁路山岭隧道、城市轨道交通和综合地下管廊等城市地下工程隧道等领域，大断面小净距隧道经常被采用。对于此类型隧道，由于其大断面、小净距、低扁平率等特点，在施工方法选择上通常有两种思路，即连拱隧道形式和隧道双洞中间岩柱加固形式。由于两种形式的构造原理、受力特点及工法顺序的不同，各具优缺点。
[0003]若保守地采用连拱隧道形式，则可避开大断面小净距隧道双洞中间岩柱受力可靠性的问题，能够用中隔墙来代替双洞中间岩柱完成受力，但随之而来的缺点也很明显。缺点一，连拱隧道的施工难度高，建设周期长。多采用三导洞形式，则需首先开挖中导洞，然后施做中隔墙，再分别开挖左右导洞。每一步都需要开挖与初期支护，将整个隧道开挖过程切割为多个细碎步骤，大大增加了整体工期。缺点二，连拱隧道的建设成本高，建造工程量、工序、工期的增加均带来造价的提高，且如果修建独立双洞，则接线困难。缺点三，中导洞和正洞相接处防水处理效果差。该问题一直为业界难以彻底解决的难题，特别是在北方地区的连拱隧道，经历过冬季冰雪消融及结构温度涨缩后，该位置发生渗漏的情况较为常见。
[0004]若采用隧道双洞中间岩柱加固形式，则可规避连拱隧道形式带来的诸多缺点，能够降低施工难度和成本，缩短建设周期，一体成形的初期支护则在防水问题上效果良好，它具备了独立双洞和连拱隧道两者优点的结合。但由于大断面小净距隧道中间岩柱厚度远小于普通分离式隧道，在施工过程中多次受到扰动，使得围岩稳定性和支护结构受力较为复杂。在先行隧道施工时，与一般单洞施工无异，而后行隧道施工时，围岩将产生复杂的应力重分布。保证小净距隧道中间岩柱的稳定是小净距隧道设计、施工的关键，因此，对中间岩柱进行简单快捷、效果良好、造价经济的加固装置及其施工方法的研发具有较大意义。
[0005]目前常见的加固装置主要为对拉锚杆或者“普通锚杆+不注浆/注浆”、“预应力锚杆+不注浆/注浆”的形式，具有一定效用，但其缺点也较为明显。锚杆多为精轧螺纹钢筋材质，不论是对拉锚杆还是“锚杆+注浆”的形式，其轴向刚度及承载力在小净距隧道双洞中间岩柱处并不能起到非常理想的加固作用。中间岩柱需要在侧向提供相当大的夹持作用，以保障其侧向刚度足够大，进而提高其轴向承载能力。另外，锚杆是分散布置的，即使结合钢筋网片，也只能在锚杆所在位置为圆心覆盖较小的一块区域进行夹持，在非锚杆区域则刚度下降，而非对拉形式的锚杆则效果更差，这就不能很好保障中间岩柱的整体性和稳定性。
[0006]因此，伴随着公路山岭隧道、铁路山岭隧道，城市轨道交通和综合地下管廊等城市地下工程隧道等领域的大断面小净距隧道的建设需求增多，对中间岩柱的加固装置需要研发采用新的结构，用以增强中间岩柱的整体性、稳定性、侧向刚度及承载能力，进而提高工程整体安全性与经济性。
[0007]公开于该
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部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架及其施工方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了一种大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架，包括：排架板、对拉螺栓、螺帽垫块以及螺母垫块；其中，排架板的数量为两块，两块排架板对称布置在夹持加固排架的两侧，对拉螺栓的数量为多套，多套对拉螺栓横向穿设在两块排架板中，且每套对拉螺栓伸出于两块排架板外侧的两端分别设置有螺帽垫块和螺母垫块，并通过拧紧螺母固定夹紧；并且其中，每块排架板上呈中心对称地开设有八个排架板镂空，以使排架板形成四条外边框且内部形成米字型支撑结构，排架板的内壁与隧道中间岩柱所对应的隧道初期支护的外壁相贴合。
[0010]在一优选实施方式中，排架板为正方形竖直平面板，排架板镂空为等腰直角三角形，且排架板上呈中心对称布置有九个排架板螺栓孔，排架板螺栓孔成三行三列布置，其中一个排架板螺栓孔设置在排架板的中心，另外八个排架板螺栓孔分别设置在排架板的四个角和四条外边框的中心上，每个排架板螺栓孔中分别穿设有一套对拉螺栓。
[0011]在一优选实施方式中，九套对拉螺栓的规格尺寸均相同，且对拉螺栓为高强螺栓；螺帽垫块的数量为九个，每个螺帽垫块包括第一方形钢板和焊接在第一方形钢板上的三个螺帽垫块固定脚，三个螺帽垫块固定脚围绕螺帽垫块螺栓孔呈中心对称排布，螺帽垫块螺栓孔与排架板螺栓孔的孔径相同且保持位置同心，螺帽垫块的背面同排架板焊接连接；螺母垫块的数量为九个，每个螺母垫块包括第二方形钢板，第二方形钢板的尺寸与第一方形钢板的尺寸相同，第二方形钢板中心处开设有螺母垫块螺栓孔，螺母垫块螺栓孔与排架板螺栓孔的孔径相同且保持位置同心，且螺母垫块的背面同排架板焊接连接。
[0012]在一优选实施方式中，排架板为朝外侧弯曲的曲面板，且贴合隧道初期支护的排架板内壁为曲面弧形，两块排架板的上下两条外边框之间的距离分别大于两块排架板的中部之间的距离，并且排架板的平面投影外轮廓为长方形，每块排架板上呈投影中心对称布置有九个排架板螺栓孔和八个投影为等腰直角三角形的排架板镂空。
[0013]在一优选实施方式中，对拉螺栓包括第一对拉螺栓和第二对拉螺栓，其中第一对拉螺栓的数量为六套，六套第一对拉螺栓的规格尺寸均相同，且六套第一对拉螺栓分别设置在排架板的四个角和上下外边框的中心，第二对拉螺栓的数量为三套，三套第二对拉螺栓的规格尺寸均相同，且三套第二对拉螺栓分别设置在排架板的中心及左右外边框的中心处，其中，第一对拉螺栓的长度大于第二对拉螺栓的长度。
[0014]在一优选实施方式中，螺帽垫块包括第一螺帽垫块和第二螺帽垫块，螺母垫块包括第一螺母垫块和第二螺母垫块，第一对拉螺栓伸出于两块排架板外侧的两端分别设置有第一螺帽垫块和第一螺母垫块，第二对拉螺栓伸出于两块排架板外侧的两端分别设置有第二螺帽垫块和第二螺母垫块。
[0015]在一优选实施方式中，第一螺帽垫块包括一块正面为方形、截面为直角梯形的第一钢板，第一钢板上焊接有三个第一螺帽垫块固定脚，三个第一螺帽垫块固定脚围绕第一
螺帽垫块螺栓孔呈中心对称排布，第一螺帽垫块螺栓孔与排架板螺栓孔的孔径相同且保持位置同心，第一螺帽垫块的背面为梯形斜边一侧所在面，当第一螺帽垫块的背面与排架板焊接连接后，第一螺帽垫块的正面仍同第一对拉螺栓的轴线方向保持垂直；第二螺帽垫块包括第三方形钢板和其上焊接连接的三个第二螺帽垫块固定脚，三个第二螺帽垫块固定脚围绕第二螺帽垫块螺栓孔呈中心对称排布，第二螺帽垫块螺栓孔与排架板螺栓孔的孔径相同且保持位置同心，第二螺帽垫块和排架板焊接连接。
[0016]在一优选实施方式中，第一螺母垫块包括一块正面为方形、截面为直角梯形的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架，其特征在于：包括：排架板、对拉螺栓、螺帽垫块以及螺母垫块；其中，所述排架板的数量为两块，两块所述排架板对称布置在夹持加固排架的两侧，所述对拉螺栓的数量为多套，多套所述对拉螺栓横向穿设在两块所述排架板中，且每套所述对拉螺栓伸出于两块所述排架板外侧的两端分别设置有所述螺帽垫块和螺母垫块，并通过拧紧螺母固定夹紧；并且其中，每块所述排架板上呈中心对称地开设有八个排架板镂空，以使所述排架板形成四条外边框且内部形成米字型支撑结构，所述排架板的内壁与隧道中间岩柱所对应的隧道初期支护的外壁相贴合。2.根据权利要求1所述的大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架，其特征在于：所述排架板为正方形竖直平面板，所述排架板镂空为等腰直角三角形，且所述排架板上呈中心对称布置有九个排架板螺栓孔，所述排架板螺栓孔成三行三列布置，其中一个所述排架板螺栓孔设置在所述排架板的中心，另外八个所述排架板螺栓孔分别设置在所述排架板的四个角和四条外边框的中心上，每个所述排架板螺栓孔中分别穿设有一套所述对拉螺栓。3.根据权利要求2所述的大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架，其特征在于：九套所述对拉螺栓的规格尺寸均相同，且所述对拉螺栓为高强螺栓；所述螺帽垫块的数量为九个，每个所述螺帽垫块包括第一方形钢板和焊接在第一方形钢板上的三个螺帽垫块固定脚，三个所述螺帽垫块固定脚围绕螺帽垫块螺栓孔呈中心对称排布，所述螺帽垫块螺栓孔与所述排架板螺栓孔的孔径相同且保持位置同心，所述螺帽垫块的背面同所述排架板焊接连接；所述螺母垫块的数量为九个，每个所述螺母垫块包括第二方形钢板，第二方形钢板的尺寸与第一方形钢板的尺寸相同，第二方形钢板中心处开设有螺母垫块螺栓孔，所述螺母垫块螺栓孔与所述排架板螺栓孔的孔径相同且保持位置同心，且所述螺母垫块的背面同所述排架板焊接连接。4.根据权利要求1所述的大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架，其特征在于：所述排架板为朝外侧弯曲的曲面板，且贴合隧道初期支护的排架板内壁为曲面弧形，两块所述排架板的上下两条外边框之间的距离分别大于两块所述排架板的中部之间的距离，并且所述排架板的平面投影外轮廓为长方形，每块所述排架板上呈投影中心对称布置有九个排架板螺栓孔和八个投影为等腰直角三角形的所述排架板镂空。5.根据权利要求4所述的大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架，其特征在于：所述对拉螺栓包括第一对拉螺栓和第二对拉螺栓，其中所述第一对拉螺栓的数量为六套，六套所述第一对拉螺栓的规格尺寸均相同，且六套所述第一对拉螺栓分别设置在所述排架板的四个角和上下外边框的中心，所述第二对拉螺栓的数量为三套，三套所述第二对拉螺栓的规格尺寸均相同，且三套所述第二对拉螺栓分别设置在所述排架板的中心及左右外边框的中心处，其中，所述第一对拉螺栓的长度大于所述第二对拉螺栓的长度。6.根据权利要求5所述的大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架，其特征在于：所述螺帽垫块包括第一螺帽垫块和第二螺帽垫块，所述螺母垫块包括第一螺母垫块和第二螺母垫块，所述第一对拉螺栓伸出于两块所述排架板外侧的两端分别设置有所述第一螺帽垫块和第一螺母垫块，所述第二对拉螺栓伸出于两块排架板外侧的两端分别设置有所述第二螺帽垫块和第二螺母垫块。
7.根据权利要求6所述的大断面小净距隧道中间岩柱的夹持加固排架，其特征在于：所述第一螺帽垫块包括一块正面为方形、截面为直角梯形的第一钢板，第一钢板上焊接有三个第一螺帽垫块固定脚，三个所述第一螺帽垫块固定脚围绕第一螺帽垫块螺栓孔呈中心对称排布，所述第一螺帽垫块螺栓孔与所述排架板螺栓孔的孔径相同且保持位置同心，所述第一螺帽垫块的背面为梯形斜边一侧所在面，当所述第一螺帽垫块的背面与所述排架板焊接连接后，所述第一螺帽垫块的正面仍同...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨萌，杨发兵，姜会浩，赵华颖，杨国富，陈浩，段贤昌，侯丽霞，
申请(专利权)人：中建二局第三建筑工程有限公司，
类型：发明
国别省市：