一种装配式波纹钢隧道初期支护结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种装配式波纹钢隧道初期支护结构及其施工方法，包括第一支撑部，沿隧道内壁的周向布设，并与所述隧道内壁之间形成空腔，其中，所述第一支撑部具有多个，相邻所述第一支撑部之间通过连接件连接；第二支撑部，用于支撑所述第一支撑部；注浆部，设置于所述第一支撑部上，用于通过所述注浆部向所述空腔内注浆。本发明专利技术能够克服现有隧道施工使用喷锚初期支护施工速度慢和施工过程中需要临时变换工法，环境差等问题。环境差等问题。环境差等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种装配式波纹钢隧道初期支护结构及其施工方法


[0001]本专利技术涉及隧道施工
，尤其是涉及应用于隧道初期支护工程，控制围岩变形，防止围岩坍塌的技术，具体地说，涉及一种装配式波纹钢隧道初期支护结构及其施工方法。

技术介绍

[0002]在隧道开挖后，为控制围岩变形，防止围岩坍塌，必须快速对围岩进行支护。
[0003]现有的支护方法是利用工字钢和喷射混泥土对围岩进行初期支护，但是此种方法工序时间长，不能立即提供足够的支护力，造成在施工时围岩容易产生变形甚至是坍塌的问题，并且使用喷锚初期支护施工速度慢，环境差。
[0004]有鉴于此特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种装配式波纹钢隧道初期支护结构及其施工方法，能够克服现有隧道施工使用喷锚初期支护施工速度慢和施工过程中需要临时变换工法，环境差等问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用技术方案的基本构思是：
[0007]一种装配式波纹钢隧道初期支护结构，包括：
[0008]第一支撑部，沿隧道内壁的周向布设，并与所述隧道内壁之间形成空腔，其中，所述第一支撑部具有多个，相邻所述第一支撑部之间通过连接件连接；
[0009]第二支撑部，用于支撑所述第一支撑部；
[0010]注浆部，设置于所述第一支撑部上，用于通过所述注浆部向所述空腔内注浆。
[0011]在上述任一方案中优选的实施例，所述第一支撑部，包括：
[0012]支撑件，其具有多片，且每片支撑件均为波纹状；
[0013]限位部，设置于所述支撑件远离所述隧道内壁的一侧，并与所述第二支撑部相配合。
[0014]在上述任一方案中优选的实施例，所述支撑件具有六种型号，分别为A型号、B型号、B1型号、B2型号、C型号和D型号，其中，所述B型号上设置有锁脚锚杆孔；
[0015]当在安装的过程中，可实现三台阶预留核心土工法与CD法开挖施工转换，并沿径向按照A型号、B型号、B1型号、B型号、B型号、B2型号、C型号五种型号支撑件的顺序依次拼装，沿隧道纵深方向左右交替安装A型号支撑件实现错缝。
[0016]在上述任一方案中优选的实施例，所述三台阶预留核心土工法施工时，上台阶拼装两块B型号和一块B1型号的支撑件，弧长3.5m；中台阶左右两侧拼装一块B型号和B2型号的支撑件，弧长为3.5m；下台阶左右两侧拼装一块A型号和C型号的支撑件，弧长分别为3.1m和4.3m；
[0017]所述CD法开挖施工时，右洞室上台阶拼装B型号、B1型号和D型号、A型号支撑件，右
侧洞室下台阶左右两侧拼装C型号支撑件，右侧洞室开挖支护结束后，依次开挖左侧洞室并支护相应支撑件，若先开挖左侧洞室，则只需调换A型号支撑件起始安装位置。
[0018]在上述任一方案中优选的实施例，所述支撑件为波纹钢板，所述第二支撑部为工字型钢拱架，所述支撑件为波纹钢板上设置有系统锚杆孔、锁脚锚杆孔和机械臂抓取孔，其中，所述系统锚杆孔为注浆部。
[0019]在上述任一方案中优选的实施例，所述第一支撑部，还包括：
[0020]设置于所述波纹钢板外周的纵向连接法兰和环向连接法兰，且两个所述纵向连接法兰的两端分别与两个所述环向连接法兰的两端连接。
[0021]在上述任一方案中优选的实施例，所述第一支撑部，还包括：
[0022]腰圆型螺栓孔，具有多个，并间隔开设于所述纵向连接法兰上；
[0023]加强角，固定设置于所述波纹钢板一侧，且螺栓穿设所述加强角以及腰圆型螺栓孔，以实现将所述加强角以及波纹钢板连接。
[0024]在上述任一方案中优选的实施例，所述限位部为工字型钢槽，且所述工字型钢槽内与所述工字型钢拱架相配合。
[0025]在上述任一方案中优选的实施例，所述连接件，包括：
[0026]固定件，具有多个，并设置于所述波纹钢板远离所述隧道内壁的一侧；
[0027]带螺纹弧形杆，依次螺纹穿设多个所述固定件，以实现将多个所述波纹钢板连接在一起；
[0028]调节杆，套设于所述带螺纹弧形杆外部，通过旋转所述调节杆，可带动所述带螺纹弧形杆发生移动。
[0029]第二方面，一种装配式波纹钢隧道初期支护结构的施工方法，所述施工方法包括以下步骤：
[0030]步骤1：利用机械设备把待安装的波纹钢板抓取并放置到需要安装的位置；
[0031]步骤2：对放置在安装位置的波纹钢板做锁脚描杆；
[0032]步骤3：通过锁脚描杆将波纹钢板固定；
[0033]步骤4：将余下待安装的波纹钢板均通过机械设备配合人工完成上台阶波纹钢板拼装；
[0034]步骤5：隧道下台阶的波纹钢板用机械配合人工安装，安装完后再注浆和施做锁脚描杆固定。
[0035]采用上述技术方案后，本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。
[0036]通过设置第一支撑部，并且沿隧道内壁的周向布设，与隧道内壁之间形成空腔，因此可以向空腔内注浆，能够克服现有隧道施工使用工字钢初期支护施工速度慢，环境差和造价不经济等问题，减少或根本舍弃了常规建材，保护环境和节约资游，在安装过程中，使用机械设备进行安装，节约人工成本。
[0037]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
附图说明
[0038]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。后文将参照
附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分，本领域技术人员应该理解的是，这些附图未必是按比例绘制的，在附图中：
[0039]图1为本专利技术三台阶预留核心土开挖施工支护示意图。
[0040]图2为本专利技术CD法开挖施工支护示意图。
[0041]图3为本专利技术波纹钢板支护结构纵剖面图。
[0042]图4为本专利技术波纹钢板分块展布图。
[0043]图5为本专利技术单片波纹钢板示意图。
[0044]图6为本专利技术单片波纹钢板另一面结构示意图。
[0045]图7为本专利技术波纹钢板环向连接示意图。
[0046]图8为本专利技术波纹钢板纵向连接示意图。
[0047]图9为本专利技术加强筋和连接板连接示意图。
[0048]图10为本专利技术三台阶预留核心土法波纹钢板安装支撑示意图。
[0049]图11为本专利技术CD法波纹钢板安装支撑平面示意图。
[0050]图中：1.波纹钢板；2.工字型钢拱架；3.高分子充填材料；4.纵向连接法兰；5.环向连接法兰；6.加强角；7.腰圆型螺栓孔；8.系统锚杆孔；9.锁脚锚杆孔；10.机械臂抓取孔；11.工字型钢槽；12.螺栓；13.带螺纹弧形杆；14.调节杆；15.固定件；16.滑动孔；17.加强筋；18.连接板。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种装配式波纹钢隧道初期支护结构，其特征在于，包括：第一支撑部，沿隧道内壁的周向布设，并与所述隧道内壁之间形成空腔，其中，所述第一支撑部具有多个，相邻所述第一支撑部之间通过连接件连接；第二支撑部，用于支撑所述第一支撑部；注浆部，设置于所述第一支撑部上，用于通过所述注浆部向所述空腔内注浆。2.根据权利要求1所述的装配式波纹钢隧道初期支护结构，其特征在于，所述第一支撑部，包括：支撑件，其具有多片，且每片支撑件均为波纹状；限位部，设置于所述支撑件远离所述隧道内壁的一侧，并与所述第二支撑部相配合。3.根据权利要求2所述的装配式波纹钢隧道初期支护结构，其特征在于，所述支撑件具有六种型号，分别为A型号、B型号、B1型号、B2型号、C型号和D型号，其中，所述B型号上设置有锁脚锚杆孔；当在安装的过程中，可实现三台阶预留核心土工法与CD法开挖施工转换，并沿径向按照A型号、B型号、B1型号、B型号、B型号、B2型号、C型号五种型号支撑件的顺序依次拼装，沿隧道纵深方向左右交替安装A型号支撑件实现错缝。4.根据权利要求3所述的装配式波纹钢隧道初期支护结构，其特征在于，所述三台阶预留核心土工法施工时，上台阶拼装两块B型号和一块B1型号的支撑件，弧长3.5m；中台阶左右两侧拼装一块B型号和B2型号的支撑件，弧长为3.5m；下台阶左右两侧拼装一块A型号和C型号的支撑件，弧长分别为3.1m和4.3m；所述CD法开挖施工时，右洞室上台阶拼装B型号、B1型号和D型号、A型号支撑件，右侧洞室下台阶左右两侧拼装C型号支撑件，右侧洞室开挖支护结束后，依次开挖左侧洞室并支护相应支撑件，若先开挖左侧洞室，则只需调换A型号支撑件起始安装位置。5.根据权利要求4所述的装配式波纹钢隧道初期支护结构，其特征在于，所述支撑件为波纹钢板(1)，所述第二支撑部为工字型钢拱架(2)，所述支撑件为波纹钢板(1)上设置有系统锚杆孔(8)、锁脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇友，郝孟杰，黄昌富，周雄，魏英杰，柴琦龙，周叶飞，刘中欣，杜阳，徐鹏飞，徐小寓，王森荣，李少华，岳粹洲，
申请(专利权)人：中铁十五局集团第四工程有限公司中国地质大学北京北京中地盾构工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：