【技术实现步骤摘要】
本申请涉及隧道工程，具体而言，涉及一种隧道v级围岩仰拱结构及施工方法。
技术介绍
1、随着交通建设的高质量发展，日趋紧张的地面空间资源和逐步降低的环境承载能力，促使交通向地下要空间。据不完全统计，我国西部地区新建高速线路中，隧道占比通常超过40％，隧道往往穿越富水、断层破碎带、高地应力、溶洞、瓦斯等不良地质区域，隧道建设面临着更加严峻的挑战和考验，传统施工方法以人工开挖的方式为主，隧道不良地质段落一般以v级围岩为主，传统施工方法采用预留核心土、三台阶法、侧壁导坑的施工方法，仰拱设计一般采用带初期支护的方法，即在施工二衬衬砌的仰拱之前先施做一层型钢喷射混凝土，成环后再施做仰拱及仰拱回填。在软弱围岩条件下，由于隧道开挖分为豆腐块的多次开挖，导致隧道掌子面开挖到仰拱成环至少需要20天以上，在漫长的等待成环的过程中，围岩松弛、变形易导致初期支护变形、坍塌。随着隧道工业化的发展，传统隧道开挖也逐渐向机械化发展，钻爆法在很长一段时间内仍然是山岭隧道开挖的主要方式，不少隧道也进行大机配套，比如三臂凿岩台车、拱架安装台车、锚杆机等等，机械减人、机械换人为大势所趋。这些主要是集中在初期支护，但对于仰拱，大部分目前仍然是传统的现浇方法施工，围岩较差段落的v级围岩，开挖一般采用预留核心台阶法、cd法等，仰拱一般分为三层，最下一层为初期支护型钢喷射混凝土，中间层为仰拱钢筋混凝土，最上一层是仰拱回填，如此才能保证施工完成后的仰拱具有足够的结构稳定性，具备较好的载荷传递能力。但是传统的仰拱施工从开挖到仰拱及仰拱回填完成一般至少需要30天左右，施工周期较长。
技术实现思路
1、本申请提供一种隧道v级围岩仰拱结构及施工方法，通过多段钢板采用预先拼装的方式形成预制仰拱结构并为多段钢板配置一定的长度比例，从而保证仰拱结构具有通常仰拱结构的结构稳定性、载荷传递能力，简化仰拱施工流程，缩减施工周期。
2、本申请通过下述技术方案实现：
3、第一方面，本申请提供一种隧道v级围岩仰拱结构，包括：
4、若干仰拱钢板，若干所述仰拱钢板平行间隔排布；
5、连接钢板，相邻两个仰拱钢板的两端分别通过所述连接钢板对应连接；
6、其中，所述仰拱钢板包括依次连接的第一段、第二段和第三段，所述第一段、第二段和第三段呈圆周排布，所述第二段两端分别通过楔面与所述第一段和第三段相接，所述第一段和第三段端部设置有与所述连接钢板连接的连接部，在所述圆周排布的方向上，所述第一段和第三段长度相等，所述第一段和第二段的长度比为0.44～0.45。
7、通过设置若干平行间隔排布的仰拱钢板，可以有效地增加围岩的支撑和稳定性，分散和承担地压力，减轻围岩的变形和破坏风险，多个仰拱钢板通过连接钢板进行连接形成整体，结构稳定性和承载能力进一步提高，连接钢板可以有效的传递和分散载荷，同时单个仰拱钢板通过三段结构进行组合拼接并使三段结构长度依次为0.44～0.45：1：0.44～0.45，能够确保仰拱结构整体具有足以适用在隧道环境的结构稳定性和载荷传递能力。
8、在第一方面的一些实施方式中，所述第一段、第二段和第三段上分别构造有穿孔，所述穿孔沿圆周方向均布且每两个穿孔对应的圆心夹角为8.0102～8.0106°。
9、在第一方面的一些实施方式中，所述第一段、第二段、第三段上的穿孔分别被配置为若干个，其中，所述第二段上相邻两个穿孔对应的圆心夹角为8°0′38″，所述第一段、第三段上相邻的两个穿孔对应的圆心夹角为8°0′37″。
10、在第一方面的一些实施方式中，所述第二段上的穿孔与相邻的第一段上的穿孔或第三段上的穿孔对应的圆心夹角为8°0′37″。
11、在第一方面的一些实施方式中，所述穿孔被构造为矩形穿孔，其中，所述矩形穿孔的四个角部被构造为倒圆角结构。
12、在第一方面的一些实施方式中，所述矩形孔长度为39～41cm，宽度为19～21cm。
13、在第一方面的一些实施方式中，所述连接钢板上构造有若干二衬钢筋植筋钻孔。
14、第二方面，本申请提供一种隧道v级围岩施工方法，包括以下内容：
15、加固掌子面；
16、根据设计尺寸于洞外加工仰拱钢板；
17、在洞内拼接仰拱钢板形成如第一方面所述的仰拱结构；
18、在仰拱结构中的连接钢板上插入二衬植筋；
19、浇筑仰拱混凝土。
20、采用第一方面提供的仰拱结构，仰拱钢板可以在洞外进行加工形成预制构件，在洞内进行拼接，洞内安装环境能够根据仰拱结构进行实时调整，可以避免仰拱结构安装不到位的问题，同时规避了传统仰拱的多层施工，施工流程得到简化，施工效率更高，施工周期更短。
21、在第二方面的一些实施方式中，通过玻纤锚杆加固掌子面。
22、在第二方面的一些实施方式中，拼接仰拱结构时，连接钢板较初期支护侧向钢架拱脚高1.8m以上。
23、本申请与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
24、1、本申请提供的一种隧道v级围岩仰拱结构，通过设置若干平行间隔排布的仰拱钢板，可以有效地增加围岩的支撑和稳定性，分散和承担地压力，减轻围岩的变形和破坏风险，多个仰拱钢板通过连接钢板进行连接形成整体，结构稳定性和承载能力进一步提高，连接钢板可以有效的传递和分散载荷，同时单个仰拱钢板通过三段结构进行组合拼接并使三段结构长度依次为0.44～0.45：1：0.44～0.45，能够确保仰拱结构整体具有足以适用在隧道环境的结构稳定性和载荷传递能力。
25、2、本申请提供的一种隧道v级围岩施工方法，采用本申请提供的仰拱结构，仰拱钢板可以在洞外进行加工形成预制构件，在洞内进行拼接，洞内安装环境能够根据仰拱结构进行实时调整，可以避免仰拱结构安装不到位的问题，同时规避了传统仰拱的多层施工，施工流程得到简化，施工效率更高，施工周期更短。
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1.一种隧道V级围岩仰拱结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隧道V级围岩仰拱结构，其特征在于，所述第一段(11)、第二段(12)和第三段(13)上分别构造有穿孔(15)，所述穿孔(15)沿圆周方向均布且每两个穿孔(15)对应的圆心夹角为8.0102～8.0106°。
3.根据权利要求2所述的隧道V级围岩仰拱结构，其特征在于，所述第一段(11)、第二段(12)、第三段(13)上的穿孔(15)分别被配置为若干个，其中，所述第二段(12)上相邻两个穿孔(15)对应的圆心夹角为8°0′38″，所述第一段(11)、第三段(13)上相邻的两个穿孔(15)对应的圆心夹角为8°0′37″。
4.根据权利要求3所述的隧道V级围岩仰拱结构，其特征在于，所述第二段(12)上的穿孔(15)与相邻的第一段(11)上的穿孔(15)或第三段(13)上的穿孔(15)对应的圆心夹角为8°0′37″。
5.根据权利要求2所述的隧道V级围岩仰拱结构，其特征在于，所述穿孔(15)被构造为矩形穿孔(15)，其中，所述矩形穿孔(15)的四个角部被构造为倒圆角结构
6.根据权利要求5所述的隧道V级围岩仰拱结构，其特征在于，所述矩形孔长度为39～41cm，宽度为19～21cm。
7.根据权利要求1所述的隧道V级围岩仰拱结构，其特征在于，所述连接钢板(2)上构造有若干二衬钢筋植筋钻孔(3)。
8.一种隧道V级围岩施工方法，其特征在于，包括以下内容：
9.根据权利要求8所述的隧道V级围岩施工方法，其特征在于，通过玻纤锚杆加固掌子面。
10.根据权利要求8所述的隧道V级围岩施工方法，其特征在于，拼接仰拱结构时，连接钢板(2)较初期支护侧向钢架(4)拱脚高1.8m以上。
...【技术特征摘要】
1.一种隧道v级围岩仰拱结构，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的隧道v级围岩仰拱结构，其特征在于，所述第一段(11)、第二段(12)和第三段(13)上分别构造有穿孔(15)，所述穿孔(15)沿圆周方向均布且每两个穿孔(15)对应的圆心夹角为8.0102～8.0106°。
3.根据权利要求2所述的隧道v级围岩仰拱结构，其特征在于，所述第一段(11)、第二段(12)、第三段(13)上的穿孔(15)分别被配置为若干个，其中，所述第二段(12)上相邻两个穿孔(15)对应的圆心夹角为8°0′38″，所述第一段(11)、第三段(13)上相邻的两个穿孔(15)对应的圆心夹角为8°0′37″。
4.根据权利要求3所述的隧道v级围岩仰拱结构，其特征在于，所述第二段(12)上的穿孔(15)与相邻的第一段(11)上的穿孔(15)或第三段(13)上的...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁松，张生，王希宝，王峥峥，廖沛源，汪波，陈子全，张廷彪，周威锦，甘立松，赵大权，
申请(专利权)人：四川省交通勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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