[实用新型]隧道大变形钢管混凝土初期支护结构

说明书

本实用新型隧道大变形钢管混凝土初期支护结构，属于隧道建设领域，目的是具有变形释放应力的能力。包括初期支护钢架，其拱脚段包括拱脚钢管，拱脚钢管沿轴向包括拱脚变形段和拱脚充填段，由拱脚变形段的内壁和拱脚充填段内的拱脚混凝土充填层包围形成拱脚中空区；其拱顶段包括拱顶钢管，拱顶钢管沿轴向包括拱顶变形段和拱顶充填段，由拱顶变形段的内壁和拱顶充填段内的拱顶混凝土充填层包围形成拱顶中空区；拱脚变形段与拱顶变形段串接。通过拱脚中空区和拱顶中空区的设置，使得拱脚段与拱顶段接头处的强度低于初期支护钢架其它位置处的强度，在一定围岩压力下实现结构变形，释放初期支护钢架的应力，提高适应隧道衬砌变形的能力。

技术领域

本实用新型属于隧道建设领域，具体的是隧道大变形钢管混凝土初期支护结构。

背景技术

隧道开挖后必须立刻进行初期支护施工，将其作为永久承载结构的一部分。初期支护钢架是初期支护结构的主要组成部分之一。对于高地应力大变形隧道，增加初期支护结构的刚度以及解决初期支护的应力释放是目前面临的难题。目前，主要采用强度较大的型钢制作初期支护钢架来提高初期支护钢架的刚度，通过设置应力释放孔、超前导洞等应力释放措施来解决应力释放问题。但是，采用强度较大的型钢制作初期支护钢架，其材料成本以及安装成本显著增加，通过应力释放孔、超前导洞等应力释放措施来释放应力，对围岩扰动大。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决目前初期支护钢架成本高且不能很好释放应力的问题，提供一种隧道大变形钢管混凝土初期支护结构，具有变形释放应力的能力。

本实用新型采用的技术方案是：隧道大变形钢管混凝土初期支护结构，包括初期支护钢架，所述初期支护钢架沿隧道环向包括上部的拱形部和底部的仰拱部；所述拱形部沿隧道环向包括顶部的拱顶段和两侧的拱脚段；

所述拱脚段包括拱脚钢管，所述拱脚钢管沿其轴向包括拱脚变形段和拱脚充填段，将混凝土灌注于拱脚充填段内形成拱脚混凝土充填层，由拱脚变形段的内壁和拱脚混凝土充填层包围形成拱脚中空区；

所述拱顶段包括拱顶钢管，所述拱顶钢管沿其轴向包括位于两端的拱顶变形段和中部的拱顶充填段，将混凝土灌注满拱顶充填段内形成拱顶混凝土充填层，由拱顶变形段的内壁和拱顶混凝土充填层包围形成拱顶中空区；

所述拱脚段的拱脚变形段与拱顶段的拱顶变形段串接。

进一步的，所述拱脚段的拱脚变形段与拱顶段的拱顶变形段经连接接头一串接；

所述连接接头一包括固定于拱脚钢管端面的连接钢板一、固定于拱顶钢管端面的连接钢板二以及将连接钢板一和连接钢板二把合在一起的螺栓组件。

进一步的，所述拱顶钢管由至少两段钢管节段串接而成；相邻两段钢管节段分别为钢管节段一和钢管节段二。

进一步的，相邻两段钢管节段经连接接头二串接；所述连接接头二包括固定于钢管节段一端面的连接钢板三、固定于钢管节段二端面的连接钢板四以及将连接钢板三和连接钢板四把合在一起的螺栓组件。

进一步的，在拱脚钢管的外壁与连接钢板一之间、在拱顶钢管的外壁与连接钢板二之间、在钢管节段一的外壁与连接钢板三之间以及在连接钢板三的外壁与连接钢板四之间分别固定连接有加劲钢板。

进一步的，所述拱脚段和拱顶段均为预制件。

本实用新型的有益效果是：本实用新型，通过采用钢管制作初期支护钢架，通过钢管内灌注混凝土提高钢管强度，从而保证了初期支护钢架的强度和刚度。通过在拱脚段的拱脚变形段以及拱顶段的拱顶变形段内未灌注混凝土，使得在拱脚段与拱顶段接头处的强度低于初期支护钢架其它位置处的强度，在一定围岩压力下实现结构变形，释放初期支护钢架的应力，提高适应隧道衬砌变形的能力。钢管内灌注混凝土形成的初期支护钢架经济且相对轻巧，便于施工。

附图说明

图1为本实用新型主视图；