[发明专利]一种PE缓冲结构与钢拱架支护结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种PE缓冲结构与钢拱架支护结构及施工方法，涉及隧道施工技术领域，包括多个沿巷道纵向设置的可收缩钢拱架，钢拱架底部铺设有PE缓冲结构，所述PE缓冲结构对应于钢拱架拱底位置设置垫块，所述垫块由锚杆固定于围岩；各钢拱架之间填铺有碎石垫层，碎石垫层从PE缓冲结构顶面铺至设定高度处，碎石垫层上侧设有混凝土路面层，垫块与碎石垫层用于在隧道沿环向发生挤压变形时，固定PE缓冲结构和定位钢拱架位置。本发明通过垫块、有棱角碎石垫层组合能有效固定PE缓冲结构和定位钢拱架位置，并为其提供充分的可收缩空间，同时保证了上覆混凝土路面的承载力要求，因此能够允许围岩释放足够的变形能。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种PE缓冲结构与钢拱架支护结构及施工方法。

背景技术

在隧道、巷道等地下工程中，喷射混凝土+钢拱架支护方案是受到广泛应用的联合支护方案，但在围岩发生较大变形时很容易出现衬砌开裂和钢拱架的扭曲，不能起到很好的支护效果。PE缓冲结构+预制U型可收缩钢拱架可以很好地弥补传统钢拱架的缺点，使隧道、巷道在围岩发生较大变形时依然保持稳定。

但是PE缓冲结构属于活动结构，将PE缓冲结构直接纵向铺设到巷道内会对上覆结构的稳定性造成危害，并且预制U型可收缩钢拱架和混凝土路面之间需要一种既能保证U型钢拱架卡缆能自由缩动，又满足上覆混凝土路面的承载力要求的填筑材料。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种PE缓冲结构与钢拱架支护结构及施工方法，通过垫块、有棱角碎石垫层组合能有效固定PE缓冲结构和定位钢拱架位置，并为其提供充分的可收缩空间，同时保证了上覆混凝土路面的承载力要求，因此能够允许围岩释放足够的变形能。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明的实施例提供了一种PE缓冲结构与钢拱架支护结构，包括多个沿巷道纵向设置的可收缩钢拱架，钢拱架底部铺设有PE缓冲结构，所述PE缓冲结构对应于钢拱架拱底位置设置垫块，所述垫块由锚杆固定于围岩；

各钢拱架之间填铺有碎石垫层，碎石垫层从PE缓冲结构顶面铺至设定高度处，碎石垫层上侧设有混凝土路面层，垫块与碎石垫层用于在隧道沿环向发生挤压变形时，固定PE缓冲结构和定位钢拱架位置。

作为进一步的实现方式，所述钢拱架包括若干钢支架单元，相邻钢支架单元通过卡缆连接形成环形结构。

作为进一步的实现方式，所述碎石垫层为有棱角碎石垫层，有棱角碎石垫层预先铺设于PE缓冲器结构设定厚度。

作为进一步的实现方式，所述垫块位于PE缓冲结构断面的中心位置，所述锚杆垂直于围岩表面。

第二方面，本发明的实施例还提供了一种PE缓冲结构与钢拱架支护结构的施工方法，包括：

沿巷道轴向PE缓冲结构中心位置安装垫块，垫块置于拱底位置，并通过锚杆与底部围岩固定；

安装可收缩钢拱架，并将可收缩钢拱架置于垫块上侧；

向钢拱架之间填铺碎石垫层至设定高度，以当巷道沿环向发生挤压变形时，使可收缩钢拱架能够自由缩动。

作为进一步的实现方式，在放置可收缩钢拱架之前，预先在PE缓冲结构表面铺设8-10cm厚度的有棱角碎石垫层。

作为进一步的实现方式，所述可收缩钢拱架上侧的有棱角碎石垫层厚度大于40cm。

作为进一步的实现方式，安装可收缩钢拱架的方法为：先水平方向将各钢支架单元通过卡缆连接成环，然后立起后放置于垫块上侧。

作为进一步的实现方式，沿巷道纵向铺设PE缓冲结构至起拱线高度。