[发明专利]隧道钢架结构及其施工方法

说明书

本公开提供一种隧道钢架结构及其施工方法，涉及隧道与地下工程技术领域，包括多个由拱架段连接而成的拱架单元，拱架段包括钢架本体和螺旋钢筋，通过在钢架本体外设置螺旋钢筋，既保证了钢架结构的刚度，使钢架能够抵抗较大的围岩压力，又增加了钢架结构与混凝土的接触面积，使混凝土与钢架结构的接触更充分，避免了衬砌与围岩之间产生空洞；且该结构简单便于施工，能够节约建造成本。此外，通过在拱架段的两端设置连接板，用于与相邻的拱架段进行连接，提高了相邻拱架段之间连接的稳定性和拱架单元的整体性。

技术领域

本公开涉及隧道与地下工程技术领域，尤其涉及一种隧道钢架结构及其施工方法。

背景技术

隧道支护多采用复合式衬砌，包括初期支护和模筑二次衬砌。隧道内围岩岩性较差时，初期支护中一般设置格栅钢架、型钢钢架等以增强初支的承载能力。传统格栅与混凝土触摸面积大，能有效形成整体，但钢格栅整体刚度较低，无法抵抗较大围岩压力而发生的变形破坏。隧道开挖完成后围岩表面凹凸不平，当钢架架设完成后，钢架与围岩表面不能密贴，使得钢架背后存在空洞，加之型钢钢架翼板较宽，使得钢架背后不能有效填充混凝土，极易松动诱发更大的变形。传统型钢钢架刚度大，表面光滑，与喷混凝土结合性较差，两者不能有效形成整体，钢架与喷混凝土为单独的承载单元，钢架负载力较大，极易导致钢架变形和断裂，影响隧道质量，威胁施工及行车安全。

发明内容

为了解决上述技术问题，本公开提供了一种隧道钢架结构及其施工方法。

本公开提供了一种隧道钢架结构，包括多个拱架单元，拱架单元为拱形结构，且包括多个相连的拱架段，多个拱架单元沿隧道延伸方向设置；拱架段包括钢架本体和螺旋钢筋，钢架本体设置在螺旋钢筋的螺旋状结构内，且钢架本体的中心轴与螺旋钢筋的中心轴平行；拱架段的两端均设置有连接板，连接板连接相邻的拱架段。

可选的，钢架本体为型钢段。

可选的，连接板与钢架本体连接。

可选的，连接板为平板结构；且连接板与钢架本体的连接面面积，大于钢架本体的截面面积。

可选的，相邻的拱架段的连接板螺栓连接。

可选的，钢架本体与螺旋钢筋之间填充有喷射混凝土。

可选的，相邻的拱架单元之间设置有连接件，连接件设置在拱架单元的外周上。

可选的，拱架单元的拱形结构外周设置有固定钢筋，固定钢筋用于将拱架单元固定在隧道围岩表面。

可选的，拱架单元的两侧均设置有锁脚锚杆。

本公开还提供一种隧道钢架结构的施工方法，包括以下步骤：

将螺旋钢筋套设在钢架本体外，组成拱架段；

在拱架段的两端设置连接板；

将拱架段吊运至安装位置，连接相邻的两个拱架段的连接板，多个拱架段连接组成拱架单元；

多个拱架单元沿隧道延伸方向设置。

本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本公开提供的隧道钢架结构及其施工方法，通过在钢架本体外设置螺旋钢筋，既保证了钢架结构的刚度，使钢架能够抵抗较大的围岩压力，又增加了钢架结构与混凝土的接触面积，使混凝土与钢架结构的接触更充分，避免了衬砌与围岩之间产生空洞；且该结构简单便于施工，能够节约建造成本。此外，通过在拱架段的两端设置连接板，用于与相邻的拱架段进行连接，提高了相邻拱架段之间连接的稳定性和拱架单元的整体性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。