[实用新型]等刚度格构与喷射混凝土组合初支结构

说明书

本实用新型涉及一种等刚度格构与喷射混凝土组合初支结构，包括初喷混凝土层、复喷混凝土层和多个拱形钢架，拱形钢架设置在初喷混凝土层与复喷混凝土层之间，相邻两榀拱形钢架之间通过连接梁相连，拱形钢架由多根格构拼接而成，相邻两根格构通过连接件相连，每根格构内部设置有通孔，所述通孔内设置有细石混凝土。通过在格构内部填充细石混凝土，钢格构与混凝土两种材料优势互补，具有较高的塑形与韧性的同时提高了拱形钢架的抗压强度，耐腐蚀性以及后期的稳定性。此外，利用连接梁将各个拱形钢架连接成为整体，可提高钢架纵向的整体刚度，使结构协同受力，提升初期支护整体的稳定性。

技术领域

本实用新型涉及隧道初支技术领域，尤其是一种等刚度格构与喷射混凝土组合初支结构。

背景技术

随着我国基础建设和西部大开发的进一步推进，隧道及地下工程突飞猛进，隧道工程建设向高地应力、软弱破碎带等复杂地质条件方向发展。在隧道建设工程中，隧道的初期支护类型对其结构稳定影响十分重要，一般隧道初期支护有木支撑、型钢支撑、格栅支撑、锚喷支护等方式。目前隧道的初期支护机制是在喷射混凝土尚未达到足够强度时，由钢拱架承受围岩荷载，减缓围岩变形速率，随着喷射混凝土的凝结硬化和强度增长，围岩压力转为喷射混凝土、钢拱架、钢筋网和锚杆复合支护体系共同承担。但实际上，钢筋(格栅或型钢)与混凝土的协同作用很差，钢拱架将喷射混凝土割裂成纵向环状，钢架与喷混凝土各自承载，且钢架与喷射混凝土粘结较差，与围岩的间隙难以用喷混凝土填充密实，导致钢架附近喷混凝土出现裂缝。同时，钢架一般采用纵向连接筋或钢架连接，交错布置，由于连接筋强度低或密度不够，钢筋整体纵向抗扭能力较差，钢架容易发生扭曲或剪断，最终丧失支护能力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种等刚度格构与喷射混凝土组合初支结构，提高钢架纵向的整体刚度，使结构协同受力，充分利用各自的优势，解决钢拱架在荷载作用下失稳破坏问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：等刚度格构与喷射混凝土组合初支结构，包括初喷混凝土层、复喷混凝土层和多个拱形钢架，拱形钢架设置在初喷混凝土层与复喷混凝土层之间，相邻两拱形钢架之间通过连接梁相连，

拱形钢架由多根格构拼接而成，相邻两根格构通过连接件相连，每根格构内部设置有通孔，所述通孔内设置有细石混凝土。

进一步地，所述格构包括工字钢，工字钢的两侧焊接有钢板，钢板与工字钢围成两个通孔。

进一步地，所述连接件为连接套，所述连接套的两端套在相邻两格构的端部且通过第一螺栓与格构相连。

进一步地，所述连接套包括两个套筒，两个套筒焊接在隔板的两个侧面。

进一步地，所述连接梁为钢肋板。

进一步地，所述钢肋板的两端连接有垂直于钢肋板的连接板，所述连接板与格构的侧面贴合并通过第二螺栓与格构相连。

进一步地，所述连接板与钢肋板焊接连接。

进一步地，所述第二螺栓包括螺柱，所述螺柱的一端与格构螺纹连接，另一端贯穿连接板后与螺母螺纹连接。

进一步地，所述格构外壁预留槽或者孔。

进一步地，所述连接件处设置有多根锁脚锚杆。

本实用新型的有益效果是：通过在格构内部填充细石混凝土，钢格构与混凝土两种材料优势互补，具有较高的塑形与韧性的同时提高了拱形钢架的抗压强度，耐腐蚀性以及后期的稳定性。此外，利用连接梁将各个拱形钢架连接成为整体，可提高钢架纵向的整体刚度，使结构协同受力，提升初期支护整体的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的整体断面示意图；

图2是本实用新型拱形钢架通过连接梁相连的俯视示意图；