[实用新型]一种隧道初支结构中仰拱边墙支撑连接结构以及初支结构

说明书

本实用新型涉及一种隧道初支结构中仰拱边墙支撑连接结构，边墙（1）呈竖直状，支撑连接结构包括：连接边墙（1）底部与仰拱（4）起拱端的水平件（3），连接边墙（1）与水平件（3）的斜向件（2）；三者连接后形成直角三角形状。本实用新型将隧道仰拱边墙处的连接形式由通常采用的小圆弧连接改为三角撑连接，这种处理形式能够有效改善结构受力体系，减小衬砌仰拱处的受力，对竖直形式的边墙具有较好的稳定支撑作用，同时能够增大仰拱与周围土体的接触面积，加强隧道初期支护的稳定性。本实用新型还相应提供了一种隧道初支结构，其能够很好地应对黄土湿陷性特点和西部地区的地形地貌，保证隧道初期支护的稳定性，进而提高隧道运行的安全性能。

技术领域

本实用新型涉及隧道建设工程领域，尤其涉及一种隧道初支结构中仰拱边墙支撑连接结构以及具有该支撑连接结构的初支结构。

背景技术

自21世纪以来，中国的基础设施建设发展取得了举世瞩目的成就，特别是在交通公路发展上更是投入了大量的财力和人力，交通是国民经济的命脉，对我国的西部发展具有重大的推动作用。我国西部以黄土山岭居多，许多公路等都要通过隧道来克服这种地形和高程的障碍，从而达到缩短里程、保持道路顺直等要求。由于隧道的安全是道路运行中的重中之重，这就要求我们做好黄土地区隧道的设计和建设，从而保证道路的安全和畅通。

在我国现有的黄土隧道设计中，初期支护绝大部分采用的是小圆弧形式的钢拱架支撑，一般是将钢拱架通过锚固而形成封闭式的圆弧，从而达到抵抗周围土体的压力和隧道自身的受力变形，这种小圆弧形式的钢拱架支撑具有一定的优点，可以有效减小两侧边墙的位移，同时小圆弧形式的衬砌在边墙位置能较好的抵抗水平土压力荷载，利用竖直压力和拱形的结合可以有效减小拱顶及拱腰处的变形。

但是，小圆弧形式初支也具有不可避免的缺点，首先，拱脚处的小圆弧会产生明显的受力集中现象，对于拱架外侧会产生明显的拉应力，容易导致初支喷混的开裂；其次，仰拱与周围土体的接触面积较小，受力相应增大，会增加仰拱的受力负担，加大仰拱处的应力。再加上我国黄土大部分具有明显的湿陷性，雨水湿陷会导致隧道整体的受力发生偏移，容易导致隧道发生破坏，从整体稳定性来看，小圆弧形式的衬砌稳定性较差，容易发生仰拱错动和开裂。

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隧道初支结构中仰拱边墙支撑连接结构，通过仰拱与边墙之间支撑连接关系的改变，增强隧道初期支护的稳定性，进而提高隧道运行的安全性能。同时，本实用新型还相应提供了一种使用上述仰拱边墙支撑连接结构的隧道初支结构。

为解决上述问题，本实用新型所述的一种隧道初支结构中仰拱边墙支撑连接结构，边墙呈竖直状，所述支撑连接结构包括：用于连接所述边墙底部与仰拱起拱端的水平件；以及用于连接所述边墙与所述水平件的斜向件；所述所述边墙、所述水平件和斜向件三者连接后形成直角三角形状。

优选的，所述斜向件与所述边墙之间的夹角为35°~55°。

优选的，所述斜向件与所述边墙之间的夹角为45°。

优选的，所述边墙、所述水平件和所述斜向件均由钢质材料制成，在浅埋段，两两之间通过焊接实现连接。

优选的，所述边墙、所述水平件和所述斜向件均由钢质材料制成，在偏压段，两两之间通过锚固和焊接相结合实现连接。

相应地，本实用新型还提供了一种隧道初支结构，包括隧道边墙以及分别设在其上部和下部的顶部拱架和底部仰拱，所述边墙呈竖直状，所述边墙与所述仰拱之间通过上述任意一项所述的支撑连接结构实现连接。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：