隧道钢架结构及其施工方法技术

本公开提供一种隧道钢架结构及其施工方法，涉及隧道与地下工程技术领域，包括多个由拱架段连接而成的拱架单元，拱架段包括钢架本体和螺旋钢筋，通过在钢架本体外设置螺旋钢筋，既保证了钢架结构的刚度，使钢架能够抵抗较大的围岩压力，又增加了钢架结构与混凝土的接触面积，使混凝土与钢架结构的接触更充分，避免了衬砌与围岩之间产生空洞；且该结构简单便于施工，能够节约建造成本。此外，通过在拱架段的两端设置连接板，用于与相邻的拱架段进行连接，提高了相邻拱架段之间连接的稳定性和拱架单元的整体性。架单元的整体性。架单元的整体性。

【技术实现步骤摘要】
隧道钢架结构及其施工方法


[0001]本公开涉及隧道与地下工程
，尤其涉及一种隧道钢架结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]隧道支护多采用复合式衬砌，包括初期支护和模筑二次衬砌。隧道内围岩岩性较差时，初期支护中一般设置格栅钢架、型钢钢架等以增强初支的承载能力。传统格栅与混凝土触摸面积大，能有效形成整体，但钢格栅整体刚度较低，无法抵抗较大围岩压力而发生的变形破坏。隧道开挖完成后围岩表面凹凸不平，当钢架架设完成后，钢架与围岩表面不能密贴，使得钢架背后存在空洞，加之型钢钢架翼板较宽，使得钢架背后不能有效填充混凝土，极易松动诱发更大的变形。传统型钢钢架刚度大，表面光滑，与喷混凝土结合性较差，两者不能有效形成整体，钢架与喷混凝土为单独的承载单元，钢架负载力较大，极易导致钢架变形和断裂，影响隧道质量，威胁施工及行车安全。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题，本公开提供了一种隧道钢架结构及其施工方法。
[0004]本公开提供了一种隧道钢架结构，包括多个拱架单元，拱架单元为拱形结构，且包括多个相连的拱架段，多个拱架单元沿隧道延伸方向设置；拱架段包括钢架本体和螺旋钢筋，钢架本体设置在螺旋钢筋的螺旋状结构内，且钢架本体的中心轴与螺旋钢筋的中心轴平行；拱架段的两端均设置有连接板，连接板连接相邻的拱架段。
[0005]可选的，钢架本体为型钢段。
[0006]可选的，连接板与钢架本体连接。
[0007]可选的，连接板为平板结构；且连接板与钢架本体的连接面面积，大于钢架本体的截面面积。
[0008]可选的，相邻的拱架段的连接板螺栓连接。
[0009]可选的，钢架本体与螺旋钢筋之间填充有喷射混凝土。
[0010]可选的，相邻的拱架单元之间设置有连接件，连接件设置在拱架单元的外周上。
[0011]可选的，拱架单元的拱形结构外周设置有固定钢筋，固定钢筋用于将拱架单元固定在隧道围岩表面。
[0012]可选的，拱架单元的两侧均设置有锁脚锚杆。
[0013]本公开还提供一种隧道钢架结构的施工方法，包括以下步骤：
[0014]将螺旋钢筋套设在钢架本体外，组成拱架段；
[0015]在拱架段的两端设置连接板；
[0016]将拱架段吊运至安装位置，连接相邻的两个拱架段的连接板，多个拱架段连接组成拱架单元；
[0017]多个拱架单元沿隧道延伸方向设置。
[0018]本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0019]本公开提供的隧道钢架结构及其施工方法，通过在钢架本体外设置螺旋钢筋，既保证了钢架结构的刚度，使钢架能够抵抗较大的围岩压力，又增加了钢架结构与混凝土的接触面积，使混凝土与钢架结构的接触更充分，避免了衬砌与围岩之间产生空洞；且该结构简单便于施工，能够节约建造成本。此外，通过在拱架段的两端设置连接板，用于与相邻的拱架段进行连接，提高了相邻拱架段之间连接的稳定性和拱架单元的整体性。
附图说明
[0020]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0021]为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本公开实施例所述拱架段的截面图；
[0023]图2为本公开实施例所述连接板与钢架本体的连接关系示意图；
[0024]图3为本公开实施例所述连接件的示意图；
[0025]图4为本公开实施例所述拱架单元的示意图。
[0026]其中，1、钢架本体；2、螺旋钢筋；3、连接板；4、螺栓；5、连接件；6、固定钢筋；7、锁脚锚杆。
具体实施方式
[0027]为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0029]结合图1、图2和图4所示，本公开的一些实施例，提供一种隧道钢架结构，包括多个拱架单元，拱架单元为拱形结构，且包括多个相连的拱架段，多个拱架单元沿隧道延伸方向设置；拱架段包括钢架本体1和螺旋钢筋2，钢架本体1设置在螺旋钢筋2的螺旋状结构内，且钢架本体1的中心轴与螺旋钢筋2的中心轴平行；拱架段的两端均设置有连接板3，连接板3连接相邻的拱架段。
[0030]上述的拱架段中，钢架本体1与套设在上述的钢架本体1外的螺旋钢筋2构成一个整体，用于提高钢架结构与喷射混凝土的连接性；优选地，钢架本体1与螺旋钢筋2之间焊接；钢架本体1的长度不小于螺旋钢筋2的长度。
[0031]通过采用上述的钢架结构，钢架本体1与螺旋钢筋2构成一个整体，提高钢架结构与喷射混凝土连接性，使喷射混凝土的包裹性更好，可有效提高钢架本体1的抗变形能力，并且同等受力情况下，可有效减小钢架用料，节省材料，充分发挥钢与混凝土组合结构抗弯、抗压性能良好的优点；同时，提高混凝土与围岩表面的密贴性，避免钢架与围岩之间出
现空洞。
[0032]在一些实施例中，钢架本体1为型钢段。具体地，型钢可以根据施工需求采用工字钢、H型钢、U型钢、方形钢管等；型钢较格栅钢架具有更好的刚性，能够抵抗较大围岩压力，不易发生的变形破坏；且直接采用型钢作为钢架本体1，无需在主筋之间设置钢架，降低了施工难度，节省了材料，能够节约建造成本。
[0033]在一些实施例中，连接板3与钢架本体1连接。优选地，连接板3与钢架本体1的端部焊接。通过在钢架本体1上设置连接板3，能够避免在连接相邻拱架段时直接对钢架本体1进行连接，提高了拱架段连接处的强度，进而提高整个拱架单元的整体性；且由于钢架本体1的刚度高于螺旋钢筋2，因此连接板3与钢架本体1进行连接具有更强的稳定性。
[0034]在一些实施例中，连接板3为平板结构；且连接板3与钢架本体1的连接面面积，大于钢架本体1的截面面积。具体地，连接板3可以时圆形结构、方形结构或能够相互卡接的异形结构；连接板3之间可以通过焊接、螺栓连接、U型钢筋固定等方式进行连接，面积大于钢架本体1的截面面积的连接板3，一方面可以为连接提供足够的空间；另一方面也可以增加钢架结构与混凝土的接触面积。
[0035]在一些实施例中，相邻的拱架段的连接板3螺栓连接。优选地，相邻两拱架段的连接板3之间，围绕连接板3与钢架本体1的连接面面积，间隔设置有多处螺栓4，使拱架段的连接处能够承受较大的横向载荷，避免拱架单元发生断裂；此外，螺栓孔的加工精度要求低，结构简单，能够提高施工效率。
[0036本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隧道钢架结构，其特征在于，包括多个拱架单元，所述拱架单元为拱形结构，且包括多个相连的拱架段，多个所述拱架单元沿隧道延伸方向设置；所述拱架段包括钢架本体(1)和螺旋钢筋(2)，所述钢架本体(1)设置在所述螺旋钢筋(2)的螺旋状结构内，且所述钢架本体(1)的中心轴与所述螺旋钢筋(2)的中心轴平行；所述拱架段的两端均设置有连接板(3)，所述连接板(3)连接相邻的所述拱架段。2.根据权利要求1所述的隧道钢架结构，其特征在于，所述钢架本体(1)为型钢段。3.根据权利要求1所述的隧道钢架结构，其特征在于，所述连接板(3)与所述钢架本体(1)连接。4.根据权利要求3所述的隧道钢架结构，其特征在于，所述连接板(3)为平板结构；且所述连接板(3)与所述钢架本体(1)的连接面面积大于所述钢架本体(1)的截面面积。5.根据权利要求4所述的隧道钢架结构，其特征在于，相邻的所述拱架段的所述连接板(3)螺栓连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国良，李雷，李宁，刘建红，黄双林，刘国庆，司剑钧，杨木高，王煦霖，丁彦杰，
申请(专利权)人：中国铁建股份有限公司，
类型：发明
国别省市：