[实用新型]一种主洞拱墙开附属隧洞的接口钢架支撑体系

说明书

技术领域

    本实用新型属于隧道工程技术领域，具体涉及一种主洞拱墙开附属隧洞的接口钢架支撑体系。

背景技术

在城市轨道交通建设中，随着重庆地区岩质地层单拱大跨断面暗挖车站的成功实施，各地在岩质地层中采用单拱大跨断面暗挖车站也得到了广泛应用。单拱大跨断面的特点导致附属隧洞往往需要在其拱墙部位形成接口，这就导致主体与附属接口拱部形成了临空面，随着附属隧洞高度及跨度的增大，临空面的长度及施工风险也成倍增加；目前对该接口的处理随意性太大，给现场管理造成极大的困扰——主体隧洞钢架截断后往往无法及时有效连接，拱部荷载无法向下传递，导致拱部偏压；开挖过程中往往无法实现钢架步步封闭、并形成稳定的支撑体系——若在软弱围岩及围岩较为破碎地层，便会直接威胁洞室及地表周边建筑物安全。

理论上要想实现主体隧洞被截断钢架与接口钢架最有效的连接，需要制作一榀三维空间曲线钢架，该钢架在主体断面平面与主体拱形吻合，在风道断面平面与风道拱形吻合，但如此复杂的钢架实际加工难度之大可想而知，在难以保证施工精度的情况下很容易侵入主体隧洞二衬限界，且该钢架在承担主体隧洞被截断钢架传递的轴向力和接口部位拱顶围岩竖向压力方面受力并不理想。因此，就需要在保证主体隧洞被截断钢架与接口钢架的有效连接和确保接口钢架易于加工、定位并受力合理两者之间找到一个平衡点——倾斜的二维拱部弧形钢架便是首选。

而在附属隧洞开挖面积较大，接口段拱部临空面较长的情况，截断主体钢架后，一次性开挖到位风险极大，须缩短循环进尺，分步开挖，随挖随支，钢架步步形成稳定支撑体系，方能保证施工安全，将风险降到最低。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种主洞拱墙开附属隧洞的接口钢架支撑体系，能有效传递主体隧洞拱部荷载，实现接口拱部临空段的分步开挖及钢架步步封闭，从而有效控制接口开挖对洞室及地表建筑物的安全风险。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种主洞拱墙开附属隧洞的接口钢架支撑体系，包含有主体隧洞和附属隧洞，其特征在于：

主体隧洞和附属隧洞接口处的两侧直墙处竖直设置有多榀下部直墙钢架，下部直墙钢架上端与拱部弧形钢架相连接，靠近主体隧洞的弧形钢架为倾斜拱部弧形钢架，向主体隧洞倾斜；靠近附属隧洞的弧形钢架为竖直拱部弧形钢架；

各榀弧形钢架之间通过水平连接钢架连接；与主体隧洞相邻的倾斜拱部弧形钢架通过水平连接钢架与主体隧洞被截断钢架相连接；

倾斜拱部弧形钢架外侧设置有拱部超前小导管。

所述的各榀倾斜拱部弧形钢架之间设置有纵向连接筋，纵向连接筋与水平连接钢架间隔布置；

竖直拱部弧形钢架与相邻的倾斜拱部弧形钢架之间设置有纵向连接筋，纵向连接筋与水平连接钢架间隔布置。

倾斜拱部弧形钢架每片钢架的两侧下端均设置有两根拱部锁脚锚管；水平连接钢架两端均设置有一根拱部锁脚锚管；主体隧洞被截断的钢架的端部均设置两根拱部锁脚锚管；

拱部锁脚锚管的长度为主体隧洞系统锚杆长度的1.5-2倍，打设方向环向与岩面垂直、纵向向前与附属隧洞轴线成60°角。

倾斜拱部弧形钢架顶片钢架下端部设置有倾斜拱部弧形钢架临时竖直支撑及其之间的倾斜拱部弧形钢架临时水平横撑。

所述的拱部超前小导管在倾斜拱部弧形钢架外侧设置，并避开主体隧洞钢架位置打设，打设长度取接口临空面长度的1.5倍，打设角度与附属隧洞轴线成10°角。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型在接口拱部临空段采用便于加工定位的倾斜二维弧形钢架既能实现主体隧洞钢架与附属接口钢架的有效连接，又能有效传递主体隧洞拱部荷载、控制隧洞拱顶沉降；开挖时采用倾斜弧形钢架分段拼装，并与水平连接钢架组合，结合拱部锁脚锚杆及临时支撑的钢架体系能有效缩短循环进尺，实现分步开挖、随挖随支、钢架步步封闭，具有很强的可操作性，能有效降低拱墙开洞的施工风险，具有较高的经济效益和社会效益，在地铁、铁路、公路等工程中有广泛的应用价值。 

附图说明

图1为主体隧洞与附属隧洞的接口钢架支撑体系剖面关系示意图。

图2为主体隧洞与附属隧洞的接口钢架支撑体系平面关系示意图。

图3为倾斜拱部弧形钢架（含临时支撑及水平横撑）及与其相接的下部直墙钢架分片放样示意图。（图中方程式为拱部弧形钢架平面椭圆方程，各椭圆方程都是以各自圆心为原点的相对坐标系方程）。