一种软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构制造技术

本申请提供一种软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，包括：由外层拱架与内层拱架构成的双层拱架；双层拱架沿隧洞轴向分布；在外层拱架与内层拱架之间设置有柔性材料层；在内层拱架的顶拱处设置有排气孔，在内层拱架的底部设置有混凝土灌注口；排气孔与混凝土灌注口连通至外层拱架所在的区域内；在双层拱架上分布有若干个U型固定器；通过所述U型固定器将所述双层拱架固定在围岩上；在外层拱架构成的框架内填充有混凝土。本申请一方面通过设置双层拱架支护，提高了拱架整体的刚度和强度；另一方面柔性材料层可使围岩应力得到一定程度的释放，从而有效控制软岩隧洞大变形，保证了软岩隧洞的现场施工安全和长期稳定性。的现场施工安全和长期稳定性。的现场施工安全和长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构


[0001]本技术涉及隧道施工
，尤其涉及一种软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构。

技术介绍

[0002]隧洞在开挖后，为保证围岩稳定性，需要进行及时的初期支护。初期支护一般有喷射混凝土、喷射混凝土加锚杆、喷射混凝土锚杆与钢拱架联合支护等形式。当围岩自稳性质较差时，为防止产生围岩大变形，常采用喷射混凝土锚杆与钢拱架组合支护的形式。其中钢拱架一般包括型钢钢架和格栅钢架等，拱架可在喷射混凝土支护功能出现前提供支撑，并对喷射混凝土进行补强，在喷射混凝土和锚杆强度体现后，三者可共同发挥初期支护的作用。
[0003]随着隧洞等地下工程的规模、数量、埋深的不断增加，有时工程会难以避免穿越软岩洞段。软岩岩体结构多为松散、破碎，此类岩体由于强度低，开挖后应力重新分布和施工过程中的扰动，且岩体自稳能力差，易产生软岩大变形及隧洞掉块塌方等问题。同时由于软岩具有蠕变特性，变形会随着时间会不断发展。若在隧洞开挖后立即进行所有的初期支护，可能导致初期支护结构承受荷载过大而发生破坏，诱发钢拱架扭曲、喷射混凝土开裂等。若太晚进行初期支护，可能导致围岩应力释放比例过大，导致围岩大变形等。不合理的支护措施可能导致工程受阻、工期延误、投资剧增，甚至造成生命的损失。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构。
[0005]一种软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，包括：由外层拱架与内层拱架构成的双层拱架；所述双层拱架沿隧洞轴向分布；
[0006]在所述外层拱架与内层拱架之间设置有柔性材料层；
[0007]在所述内层拱架的顶拱处设置有排气孔，在所述内层拱架的底部设置有混凝土灌注口；所述排气孔与混凝土灌注口连通至所述外层拱架所在的区域内；
[0008]在所述双层拱架上分布有若干个U型固定器；所述U型固定器的开口沿隧洞径向向围岩内延伸，通过所述U型固定器将所述双层拱架固定在围岩上；
[0009]在所述外层拱架构成的框架内填充有混凝土。
[0010]进一步地，如上所述的软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，所述外层拱架包括若干榀外拱架单元，在相邻两榀外拱架单元之间焊接有多道沿隧洞轴线方向分布的纵向连接钢筋，通过所述若干榀外拱架单元与多道纵向连接钢筋构成所述外层拱架；
[0011]所述内层拱架包括若干榀外拱架单元，在相邻两榀外拱架单元之间焊接有多道沿隧洞轴线方向分布的纵向连接钢筋，通过所述若干榀内拱架单元与多道纵向连接钢筋构成所述内层拱架。
[0012]进一步地，如上所述的软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，所述外拱架单元由若干钢拱架通过连接螺栓连接构成。
[0013]进一步地，如上所述的软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，所述内拱架单元由若干钢拱架通过套管连接构成。
[0014]进一步地，如上所述的软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，所述内拱架单元由若干钢拱架通过法兰连接构成。
[0015]进一步地，如上所述的软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，所述钢拱架为方钢管拱架。
[0016]进一步地，如上所述的软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，所述柔性材料层由橡胶或者泡沫材料制成。
有益效果
[0017]本申请提供的软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，通过由外层拱架与内层拱架构成的双层拱架作为初期支护结构，同时在内外层拱架间设置有柔性材料层，一方面通过设置双层拱架支护，尤其是钢管混凝土拱架的设置，提高了拱架整体的刚度和强度，使得初期支护可以提高更大的支护阻力；另一方面柔性材料层具有较好的可压缩性和承压变形性，在外层钢拱架和喷射混凝土施工后，允许“围岩
‑
外层钢拱架
‑
喷砼”在可控范围发生协调变形，可使围岩应力得到一定程度的释放，同时变形到一定程度时钢管混凝土拱架的刚性支护作用开始体现，可保证软岩隧洞围岩变形得到及时控制。整体初期支护结构采取“刚柔并济”的形式，符合让压支护的理念，也发挥了围岩的自承能力，可有效控制软岩隧洞大变形，保证了软岩隧洞的现场施工安全和长期稳定性。
附图说明
[0018]图1为本申请软岩隧洞刚柔性双层拱架支护横断面结构示意图；
[0019]图2为本申请各榀双层拱架纵向连接结构示意图；
[0020]图3为本申请刚柔性双层拱架支护结构纵向局部结构示意图；
[0021]图4为本申请刚柔性双层拱架支护结构横向局部结构示意图；
[0022]附图标记：
[0023]1‑
混凝土；2
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外层拱架；3
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柔性材料层；4
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内层拱架；5
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U型固定器；6
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排气孔；7
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灌注口；8
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连接钢筋；9
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围岩；10
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套管；11
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连接螺栓。
实施方式
[0024]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0025]图1为本申请软岩隧洞刚柔性双层拱架支护横断面结构示意图；图2为本申请各榀双层拱架纵向连接结构示意图；图3为本申请刚柔性双层拱架支护结构纵向局部结构示意图；图4为本申请刚柔性双层拱架支护结构横向局部结构示意图；如图1
‑
图4所示，本申请提
供的软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，包括：由外层拱架2与内层拱架4构成的双层拱架；所述双层拱架沿隧洞轴向分布；在所述外层拱架2与内层拱架4之间设置有柔性材料层3；在所述内层拱架4的顶拱处设置有排气孔6，在所述内层拱架4的底部设置有混凝土灌注口7；所述排气孔6与混凝土灌注口7连通至所述外层拱架2所在的区域内；在所述双层拱架上分布有若干个U型固定器5；所述U型固定器5的开口沿隧洞径向向围岩9内延伸，通过所述U型固定器5将所述双层拱架固定在围岩9上；在所述外层拱架2构成的框架内填充有混凝土1。
[0026]具体地，如图1所示，双层刚柔性拱架支护结构主要由混凝土1、外层拱架2、内层拱架4、U型固定器5组成，并在双层拱架间设置有柔性材料层3，柔性材料主要选用橡胶或者泡沫材料等。在内层拱架4顶拱处设置有排气孔6，在底部设置有混凝土灌注口7，在内层拱架4以及U型固定器5安装完成后，通过混凝土泵向混凝土灌注口7中灌注自密实混凝土，采用“自下而上”的顶升灌注，观察排气孔排出多余浆液后及时进行孔口封堵，确保外层拱架2、内层拱架4内部混凝土的密实度。在隧洞开挖后，沿隧洞径向围岩内打孔安装有多根插筋，在双层拱架安装后通过焊接等方式使预埋的插筋形成了多组所述U型固定器5，并起到一定悬吊作用，使得双层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，其特征在于，包括：由外层拱架（2）与内层拱架（4）构成的双层拱架；所述双层拱架沿隧洞轴向分布；在所述外层拱架（2）与内层拱架（4）之间设置有柔性材料层（3）；在所述内层拱架（4）的顶拱处设置有排气孔（6），在所述内层拱架（4）的底部设置有混凝土灌注口（7）；所述排气孔（6）与混凝土灌注口（7）连通至所述外层拱架（2）所在的区域内；在所述双层拱架上分布有若干个U型固定器（5）；所述U型固定器（5）的开口沿隧洞径向向围岩（9）内延伸，通过所述U型固定器（5）将所述双层拱架固定在围岩（9）上；在所述外层拱架（2）构成的框架内填充有混凝土（1）。2.根据权利要求1所述的软岩隧洞刚柔性双层拱架支护结构，其特征在于，所述外层拱架（2）包括若干榀外拱架单元，在相邻两榀外拱架单元之间焊接有多道沿隧洞轴线方向分布的纵向连接钢筋（8），通过所述若干榀外拱架单元与多道纵向连...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晓，王静，袁飞，谢志国，毕发江，樊勇，苏卫强，周家文，张锦超，鲁孟云，邓建祥，张家锐，杨赵峰，
申请(专利权)人：云南省滇中引水工程有限公司，
类型：新型
国别省市：