[发明专利]一种用于高地应力软岩隧道大变形控制的初支纵连体系

说明书

本发明属于隧道支护技术领域，涉及一种用于高地应力软岩隧道大变形控制的初支纵连体系，包括初支拱架、纵向连接型钢及纵向连接筋，在相邻的初支拱架之间设置纵向连接型钢，纵向连接型钢以拱架连接板为中心对称设置，纵向连接型钢呈“M”字型，整体布置在初支拱架的翼缘板内侧，纵向连接型钢包括型钢起始段、型钢中间段和型钢末段，型钢起始段和型型钢末段相对平行设置，型钢中间段呈“V”型，型钢中间段上的单个连接板为斜向设置；纵向连接筋设置初支拱架之间。本发明通过在相邻的初支拱架连接板位置内侧设置“M”型型钢的，其余部位按固定间距设置纵向连接筋，使相邻两个初支拱架间能形成可靠连接，增强隧道初期支护的整体稳定性。

技术领域

本发明属于隧道支护技术领域，具体涉及一种用于高地应力软岩隧道大变形控制的初支纵连体系。

背景技术

随着我国中西部地区交通基础设施建设需求的日益增长，大量深埋长大隧道应运而生，其中不可避免地将遭遇大量高地应力软岩地层，给隧道支护设计与施工带来重大挑战。隧道穿越深埋软弱地层时，高地应力、开挖强卸荷与扰动作用将导致围岩发生较为严重的挤压变形，且随着围岩变形量的增大，致使初期支护出现衬砌开裂侵限、锚杆拉断、钢拱架扭曲等严重病害，影响整个支护结构体系的施工并造成重大经济损失。由于大变形问题一直是高地应力软隧道施工中困扰技术人员的首要难题，往往给工程建设带来极大困难，甚至造成人员伤亡等重大工程事故。因此，国内外众多专家学者、工程技术人员为解决这一难题做了大量的工作，提出了一些大变形控制技术和措施，归纳起来主要有：(1)提高支护刚度与整体受力性能，主要包括：优化钢拱架弧度、拱架刚度加强、加长系统锚杆、采用长锚杆或锚索、必要时采用双层(多层)钢拱架等；(2)合理预留变形量；(3)适时构筑二次衬砌等。对高地应力软岩大变形而言，一味地提高支护刚度，很难满足大变形控制的要求。

其次，在暗挖隧道施工时，为了增强初期支护结构的整体稳定性，按照传统工艺施工，一般在钢架背后设置纵向连接筋，采用点焊施工；在隧道地质围岩较为特殊的情况下，该做法往往会引起初期支护出现环、纵向开裂或喷射混凝土掉块现象的发生，安全得不到保证，且连接筋与初支拱架间无法形成可靠的连接，必将导致初支结构整体支护能力减弱，给隧道施工带来安全隐患。

发明内容

针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种用于高地应力软岩隧道大变形控制的初支纵连体系，能够增强高地应力软岩隧道初期支护的整体稳定性。

为了达到上述目的，本发明技术方案如下：

一种用于高地应力软岩隧道大变形控制的初支纵连体系，包括初支拱架、纵向连接型钢及纵向连接筋，在相邻的初支拱架之间设置纵向连接型钢，同时纵向连接型钢以拱架连接板为中心对称设置，纵向连接型钢呈“M”字型，整体布置在初支拱架的翼缘板内侧；纵向连接筋设置初支拱架之间。

进一步的，所述纵向连接型钢以拱架连接板为中心对称设置。

进一步的，所述纵向连接型钢包括型钢起始段、型钢中间段和型钢末段，型钢起始段和型型钢末段呈长条结构，两者相对平行设置，且同时型钢起始段、型钢末段相对于初支拱架垂直设置；型钢中间段呈“V”型，型钢中间段上的单个连接板为斜向设置。

进一步的，所述型钢起始段、型钢末段两个端部分别与相邻的两个初支拱架的腹板单面焊接连接。

进一步的，所述型钢中间段的三个端部分别与相邻的两个初支拱架的翼缘板单面焊接连接。

进一步的，所述纵向连接筋按固定间距设置初支拱架之间。

有益效果：本发明所提供的纵向连接体系通过在相邻的初支拱架连接板位置内侧设置“M”型型钢的，其余部位按固定间距设置纵向连接筋，使相邻两个初支拱架间能形成可靠连接，增强隧道初期支护的整体稳定性。

附图说明

图1为本发明实施例中的纵向M型型钢布置详图；

图2为本发明实施例中的钢拱架间纵向连接布置图。