一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,包括H型钢拱架(2),在所述H型钢拱架(2)外沿隧道轮廓线布设有多节纵向分配梁(3);且所述分配梁(3)的连接头布置在不同截面上。在开挖下部台阶上部拱脚悬空时降低了坍塌风险。
1.一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,包括H型钢拱架(2),其特征在于:在所述H型钢拱架(2)外沿隧道轮廓线布设有多节纵向分配梁(3)。
2.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,其特征在于:所述的纵向分配梁(3)与H型钢拱架(2)之间相焊接。
3.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,其特征在于:沿隧道轮廓线方向所述的相邻纵向分配梁(3)之间通过槽形连接板(6)相焊接。
4.根据权利要求3所述的一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,其特征在于:所述的槽形连接板(6)为10#槽钢。
5.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,其特征在于:所述的纵向分配梁(3)采用12#槽钢加工而成。
6.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,其特征在于:所述分配梁(3)的连接头布置在不同截面上。技术领域
本实用新型涉及一种支护结构,更具体的说涉及一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,属于隧道施工初期支护技术领域。
背景技术
传统的软弱围岩隧道初期支护形式包括格栅刚架支撑喷射混凝土和钢拱架支撑喷射混凝土等方式。围岩隧道初期支护中,隧道围岩级别越低,其选择的支护参数越高,有时需要几种支护措施联合使用。可是在围岩非常软弱、地应力非常高甚至变形非常大的隧道中,这些支护体系往往会被破坏,对此一般会采取多台阶、CRD或双侧壁导坑等分部开挖工法,支护上多采取加密钢拱架、增设临时仰拱、同时提高H型钢的规格来解决,甚至是用几层钢拱架来加强支护。但是,这些支护方法钢拱架间基本处于独立受力状态,在围岩极其软弱地应力较大隧道中,由于围岩变形严重,非常容易被局部破坏,从而逐渐发展导致大范围破坏,造成了材料浪费增大了成本;如果增加支护层数,为了确保隧道间空,还得加大开挖断面,进一步增大了隧道施工造价和施工的不安全性;另外,在软弱围岩隧道开挖时,一般采取多台阶分部开挖,由于传统的支护不能将水平荷载和竖直荷载纵向传递,所以在开挖下部台阶时,上部拱架处于悬空状态,坑道处于很不安全的状态。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有的软弱围岩隧道支护方法材料浪费大、隧道施工造价大、施工不安全等问题,提供一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构及支护方法。为实现上述目的,本实用新型的技术解决方案是:一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,包括H型钢拱架,在所述H型钢拱架外沿隧道轮廓线布设有多节纵向分配梁。所述的纵向分配梁与H型钢拱架之间相焊接。沿隧道轮廓线方向所述的相邻纵向分配梁之间通过槽形连接板相焊接。所述的槽形连接板为10#槽钢。所述的纵向分配梁采用12#槽钢加工而成。所述分配梁的连接头布置在不同截面上。与现有技术相比较,本实用新型的有益效果是:1、本实用新型中在H型钢拱架外沿隧道轮廓线布设有多节纵向分配梁,从而形成排架式结构,实现了荷载的纵向传递,确保了所有H型钢拱架共同受力,避免了因围岩局部较大变形导致局部H型钢拱架承受较大荷载而破坏,降低了因下部台阶开挖而使上部拱脚悬空而发生坍塌的风险。2、本实用新型中纵向分配梁采用12#槽钢加工而成,使加工、管理、安装简便。3、本实用新型对高地应力软弱围岩大变形隧道支护效果尤其明显,避免多次支护、大幅加大开挖断面,极大地降低施工成本,经济适用。
附图说明
图1是本实用新型中支护结构横断面图。图2是本实用新型中纵向分配梁纵断面图。图3是图2中B处局部放大图。图4是本实用新型中纵向分配梁与槽形连接板连接结构图。图中,隧道开挖线1,H型钢拱架2,纵向分配梁3,隧道仰拱底4,连接板焊缝5,槽形连接板6,掌子面7,上台阶8,中台阶9。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。参见图1至图4,一种软弱围岩隧道排架式初期支护结构,其适应于软弱围岩隧道的初期支护工程,包括H型钢拱架2,在所述H型钢拱架2外沿隧道轮廓线布设有多节纵向分配梁3,从而形成排架式结构,进而使H型钢拱架2形成整体结构,减少了围岩水平收敛和竖向沉降。所述的纵向分配梁3与H型钢拱架2之间相焊接。参见图2至图4,所述的槽形连接板6为10#槽钢。参见图1至图4,为了方便施工,尽量减少支护结构厚度,避免开挖断面积增加过多、不致增加成本,同时既能达到一定刚度,所述的纵向分配梁3采用12#槽钢加工而成。参见图1至图4,沿隧道轮廓线方向所述的纵向分配梁3采用槽形连接板6焊接接长,槽形连接板6嵌入纵向分配梁3内(即纵向分配梁采用12#槽钢,连接板6采用10#槽钢),所有接触缝5全部焊满,保证焊结质量。为了提高焊接进度,减少现场焊接工作量,槽形连接板6的一端可在加工棚内预先与纵向分配梁3焊接好,施工现场只需将槽形连接板6另一端焊接在已立好的纵向分配梁3上即可。参见图2至图4,所述分配梁3的连接头布置在不同截面上,相互交错不小于40cm。参见图1至图4,一种软弱围岩隧道排架式初期支护方法,包括以下步骤:步骤一,首先按传统的方法进行多台阶分部开挖,如上台阶8、中台阶9、隧道仰拱底4。步骤二,根据围岩破碎状况、地质特点、母岩物理参数、地应力大小及变形情况确定H型钢拱架2的间距和规格、各纵向分配梁3之间的间距。步骤三,架立H型钢拱架2,同时将纵向分配梁3按设计给定的间距焊接在H型钢拱架2外缘,确保纵向分配梁3与H型钢拱架2接触面沿H型钢拱架2轴线方向的两条焊缝饱满,使H型钢拱架2和纵向分配梁3完成连接,形成排架式支架。所述分配梁3的接头均不设在同一个截面上,相互交错不小于40cm。步骤四, 对纵向分配梁3的连接头端进行包扎防护,以免污染或被喷入混凝土中,避免下次接长时需要凿除影响工效;然后进行混凝土喷射。参见图1至图4,为了最大限度的利用纵向分配梁3的刚度,所述的步骤三中将纵向分配梁3焊接在H型钢拱架2外缘时,使纵向分配梁3的腹板面沿隧腔径向;同时纵向分配梁3槽口向上,这样可以在喷射混凝土时确保没有空隙,以保证喷射混凝土时混凝土能密实。参见图1至图4,本发明中沿H型钢拱架2外侧布设纵向分配梁3,使隧道上台阶8在下挖降低至中台阶9或中台阶9下挖降至隧道仰拱底10时,由于纵向分配梁3的作用,可以将H型钢拱架2受到的水平与竖向荷载向开挖段前后传递,由开挖段前后H型钢拱架2承担,变单个H型钢拱架2独立受力为所有H型钢拱架2共同受力,完善了软弱围岩隧道的初期支护结构体系,极大地改善了支护结构的受力状况,实现了荷载的纵向传递,因此当局部围岩变形较大使局部拱架受到较大的力时,荷载可纵向传递;尤其在开挖下部台阶上部拱脚悬空时,施加在悬空拱架上的荷载传递给相邻拱架上,避免了开挖段在开挖过程中因为H型钢拱架2悬空出现的水平收敛与竖向沉降发生突变,降低了坍塌风险,从而避免了从而引发安全事故。以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,上述结构都应当视为属于本实用新型的保护范围。