[实用新型]一种隧道初期支护换拱支撑结构

说明书

本实用新型公开了一种隧道初期支护换拱支撑结构，包括钢拱架以及支撑架，钢拱架包括多个拱架单元；支撑架设置于钢拱架内侧，为对称设置的门式支撑架，支撑架在两侧分别均设置有高竖梁以及矮竖梁，两根高竖梁之间通过上横梁相连，两根矮竖梁之间通过下横梁相连，下横梁上设置有弹簧座，并在弹簧座上设置有穿过上横梁并顶靠在拱架单元内侧面上的竖向支撑；矮竖梁外侧设置有顶靠在两侧拱架单元内侧面上的横向支撑；在高竖梁与矮竖梁的端部之间设置有弧形撑板，弧形撑板的弧面上设置有多个铰支座，并在铰支座上通过液压式可调顶杆作为斜撑顶靠于拱架单元的内侧面。本实用新型的结构紧凑、稳定性好，施工快速简便，且安全系数高。

技术领域

本实用新型涉及工程建设技术中的隧道施工领域，具体涉及一种隧道初期支护换拱支撑结构。

背景技术

随着我国高速公路建设的快速发展，隧道施工越来越多，在现有技术中，隧道工程施工一般采用新奥法，即利用围岩自身的承载力，在软弱围岩处开挖后施作钢架(也称为钢拱架或拱架)支撑，锚、网、喷柔性初期支护限制围岩变形，即隧道初期支护结构，这些初期支护结构和围岩一起受力，共同变形；待围岩变形收敛后，再行施作二次衬砌协同初期支护一起受力。在隧道初期支护施工完成后，由于地质条件差、施工作业不规范、施工工艺或施工组织不合理等因素，经常会出现拱部下沉侵限、侧墙内敛过大而侵限的现象，为了保证隧道结构安全以及二次衬砌的强度、稳定性和质量，就需要在侵限段进行换拱作业。

为了避免事故的发生，在拆除已遭破坏初期支护前，必须要对原有的支护系统设立临时支撑，使隧道拱架与临时支撑形成稳定的支撑体系，确保工人施工环境的安全，其作业流程一般为：停止开挖作业，封闭掌子面，对侵限段拱架基础采用钢板做垫板架立竖撑或斜撑用以支撑需更换拱架，注浆后拆除拱架，扩挖并安装新拱架，再次进行初次支护的喷混凝土作业以及喷锚支护。这种换拱方式需要花费大量的人力、物力，同时换拱过程中支撑结构关系整个施工过程中的安全，所以对于换拱过程中的支撑结构稳定性要求都比较高，若支撑结构在更换搭设过程中基础不稳固，在利用冲击钻或破碎锤破坏初支混凝土，缺乏支撑结构的支护保护，容易因为冲击点附近支点受力不均而导致拱架倾斜变形，危及施工人员安全，存在安全隐患。

因此，为了提高隧道侵限段换拱作业的安全和效率，迫切需要开发一种新的隧道初期支护换拱支撑结构，以便高效、安全的完成换拱作业。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于提供一种隧道初期支护换拱支撑结构，以解决上述技术背景中的缺陷。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种隧道初期支护换拱支撑结构，包括钢拱架以及支撑架，所述钢拱架包括多个间隔设置的拱架单元，拱架单元设置于待更换拱架内侧，拱架单元的组合轮廓线为与待更换拱架弧度一致的弧形支架；所述支撑架设置于钢拱架内侧，用于对钢拱架的各拱架单元进行支撑，所述支撑架为对称设置的门式支撑架，在两侧分别包括设置于内侧的高竖梁以及设置于外侧的矮竖梁，两根高竖梁之间通过上横梁相连，两根矮竖梁之间通过下横梁相连，所述下横梁上设置有弹簧座，并在弹簧座上设置有穿过上横梁并顶靠在拱架单元内侧面上的竖向支撑；所述矮竖梁外侧设置有顶靠在两侧拱架单元内侧面上的横向支撑；同时，在所述高竖梁与所述矮竖梁的端部之间设置有弧形撑板，所述弧形撑板的弧面朝外，弧度小于钢拱架的弧顶位置弧度，且在弧面上设置有多个铰支座，并在所述铰支座上通过液压式可调顶杆作为斜撑顶靠于拱架单元的内侧面。

作为进一步限定，所述钢拱架上间隔设置的拱架单元的个数为5个，包括弧顶拱架单元以及对称设置于弧顶拱架单元两侧的上侧拱架单元和下侧拱架单元；

所述竖向支撑顶靠于弧顶拱架单元内侧面上；所述横向支撑顶靠于下侧拱架单元的内侧面上；所述斜撑顶靠于上侧拱架单元内侧面上。

作为进一步限定，所述上横梁上设置有穿孔套管，而所述竖向支撑穿过穿孔套管并顶靠在拱架单元的内侧面上。