[发明专利]隧道内预制拱架初支结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及隧道支护技术领域，具体涉及隧道内预制拱架初支结构及其制备方法和尤其拼接的拱架。

背景技术

目前，隧道内初期支护采用的拱架主要为H型钢、工字钢或者格栅钢架，这些拱架结构均采用钢材作为主要材料。钢拱架重量大，钢的用量较大。而且重量大会造成运输和安装困难。

发明内容

本发明的实施例提供一种隧道内预制拱架初支结构及其制备方法和尤其拼接的拱架，能够解决现场浇筑促使施工速度慢，施工质量差的问题。

根据本发明的一个方面提供一种隧道内预制拱架初支结构，其为管状结构，两端分别为连接端，长度为2-5米，管径为50-500毫米，所述拱架初支结构的连接端设置向内内缩的台阶，供连接筒套接。

在一些实施例中，优选为，所述台阶的侧壁开有第一螺纹孔，所述连接筒的侧壁在与所述第一螺纹孔相叠加位置开有第二螺纹孔。

在一些实施例中，优选为，所述台阶的侧壁开有第一锚孔，所述连接筒的侧壁在与第一锚孔相叠加位置开有第二锚孔。

在一些实施例中，优选为，所述拱架初支结构的形状为弧形和/或“L”形。

在一些实施例中，优选为，所述拱架初支结构的断面为圆形或方形。

在一些实施例中，优选为，所述拱架初支结构由石英砂、钢纤维、425R普通硅酸盐水泥、微硅粉、矿渣粉及减水剂、水的混合物浇筑，添加比例为：以质量比计算，425R：石英砂：微硅粉：矿渣粉：钢纤维：减水剂、水为1：1.1～1.5：0.1～0.5：0.2～0.5：1.0～3.0：0.01～0.03：0.1～0.4。

本发明另一个方面还提供了一种拱架，包括多个上述的拱架初支结构和多个套筒，由多个拱架初支结构串联而成，相邻两个所述拱架初支结构通过连接筒套接；连接筒套于所述拱架初支结构的连接端并通过固定件与连接端固定连接；连接筒的壁厚为5-50毫米，长度为100-300毫米。

本发明另一方面还提供了一种所述拱架初支结构的制备方法，包括：

步骤1，准备原料，所述原料包括：石英砂、钢纤维、425R普通硅酸盐水泥、微硅粉、矿渣粉及减水剂、水；所述原料的添加比例为：以质量比计算，425R普通硅酸盐水泥：石英砂：微硅粉：矿渣粉：钢纤维：减水剂、水为1：1.1～1.5：0.1～0.5：0.2～0.5：1.0～3.0：0.01～0.03：0.1～0.4；

步骤2，将所述原料进行拌和得到拌和料；

步骤3，将所述拌和料送入模具，振捣成型得初制品；

步骤4，将所述初制品进行升温、恒温、降温三阶段的初养；

步骤5，对初养后的初制品拆模处理，并送入终养室进行升温、恒温、降温三阶段的终养，得到拱架初支结构。

在一些实施例中，优选为，所述步骤2包括：

将石英砂、钢纤维进行拌合得到第一混合物，拌合时间不少于4分钟；

将425R普通硅酸盐水泥、矿渣粉、微硅粉添加到所述第一混合物中拌合得到第二混合物，拌合时间为1.5-3分钟；

将水、减水剂添加到第二混合物拌合得到拌和料，拌合时间3.5-5分钟。

在一些实施例中，优选为，所述步骤3中，

所述振捣成型包括：以所述拌和料的振动加速度与振动床相同的方式进行连续式振动，并抹平压光模具上边缘的拌和料；

所有所述拌和料送入模具的用时小于30分钟；连续灌注时，相邻两个模具灌注的间隔小于6分钟。

在一些实施例中，优选为，所属步骤3之后，所述步骤4之前，所述制备方法还包括：在初制品上方覆盖塑料薄膜，然后静停，静停时间为3-7小时。

在一些实施例中，优选为，步骤4中初养的温度为40±5℃间，相对湿度≥70％，升温速度小于12℃/小时，降温速度小于15℃/小时，初养和所述静停的总时间在24小时内。

在一些实施例中，优选为，步骤5中终养的温度为80±5℃间，终养时间为45-50小时，升温速度小于12℃/小时，降温速度小于15℃/小时。