[实用新型]一种钢拱架的隧道初期支护结构

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及到一种钢拱架的隧道初期支护结构，包括与钢拱架连接的内弦撑结构，以及与内弦撑和钢拱架连接的连接撑结构，将锚索进行两道锚定，本发明内设弦撑外锚可以有效利用隧道围岩的稳定性，充分利用围岩的稳定性，通过预应力锚索将松动的围岩再次挤密稳定，并通过锚索与钢拱架背后的岩体，与钢拱架有效结合形成一个受力整体，提高了围岩的稳定性，最大程度上保留了隧道施工空间的完整性，有利于大型设备在隧道开挖空间内机械化作业。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及到一种钢拱架的隧道初期支护结构。

背景技术

在隧道及地下空间工程施工过程中，掌子面开挖后需要进行初期支护施工。根据开挖断面的大小，常见的开挖工法有：（1）一般小断面根据围岩情况可采用：全断面、台阶法；（2）大断面一般根据围岩情况可采用：中隔壁法、双侧壁导洞法、双联拱法等。目前隧道及地下空间的开挖断面，为满足各种使用功能要求，断面尺寸越来越大，这就造成了开挖困难。断面的增大，带来开挖工法及支护工艺的进步及改变。中隔壁法、双侧壁导洞法、双联拱法共同存在一个问题，那就是临时支撑施工会占用隧道开挖断面的中部空间。为了开挖安全，人为的将隧道开挖断面分割，化大为小有效降低开挖安全风险，但是增加了施工难度。因为临时支撑架设，如CD法临时支撑架设后将开挖断面缩小一半, CRD法临时支撑架设后将开挖断面缩小至原开挖断面的1/4，双侧壁导洞法将开挖断面缩小至原开挖断面的1/3。这几种方法因为开挖断面缩小，大型机械如大功率挖掘机、三臂凿岩台车、喷浆机等大型设备都不能在隧道内有效施工，会影响到隧道施工的效率，增加了施工成本。在安全的前提下，能够快速高效的解决上述支护问题，就能够顺利施工，缩短工程建设周期，这是目前施工中存在的问题，也是施工过程中一致研究改进的课题。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供一种钢拱架的隧道初期支护结构及施工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种钢拱架的隧道初期支护结构，包括钢拱架，钢拱架上打设有锚索，沿隧道开挖方向设置有若干组内弦撑结构，所述每组内弦撑结构包括两根内弦撑，两根内弦撑上端固定在隧道拱顶位置处的钢拱架上，下端分别固定在隧道起拱线以上的两个拱腋角位置处的钢拱架上；在钢拱架和内弦撑之间设置若干连接撑，连接撑一端固定在钢拱架上，另一端固定在内弦撑上，连接撑与内弦撑之间形成若干个三角形闭合结构；在隧道初期支护表面，锚索与钢拱架交接处固定腰梁A，在腰梁A上均匀布置打设孔，通过锚具进行第一道锚定；在锚索与内弦撑交接处，设置腰梁B，腰梁B与内弦撑垂直，在腰梁B上均匀布置打设孔，通过锚具进行第二道锚定。

所述钢拱架为提前预制。

所述内弦撑与钢拱架采用同类型工字钢。

所述内弦撑通过钢板螺栓与钢拱架连接。

所述腰梁A和腰梁B均选用工16工字钢。

所述打设孔间距为1-2米。

上述的钢拱架的隧道初期支护结构，其施工方法包括如下步骤：

（一）预制加工钢拱架；

（二）隧道上台阶开挖后安装钢拱架，喷射混凝土，及时封闭掌子面，打设锚索；

（三）将内弦撑与钢拱架连接，固定连接连接撑；

（四）在隧道初期支护喷锚面，锚索与钢拱架交接处固定腰梁A，在腰梁A上布置预应力锚索打设孔，施加预应力，达到锁定值后固定锚具，完成第一道锚定；在锚索与内弦撑交接处设置腰梁B，在腰梁B上布置预应力锚索打设孔，施加预应力，达到锁定值后固定锚具，完成第二道锚定；

（五）上台阶开挖掘进一定距离后进行下台阶施工，待下台阶掘进一定距离后，施工隧道二次衬砌仰拱，在隧道二次衬砌仰拱施工完成后，根据二次衬砌边顶拱二衬台车长度，分段拆除上台阶内弦撑和连接撑。