[发明专利]一种型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系及施工方法

说明书

本发明提供一种型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系及施工方法，该结构包括：工字型钢拱架，工字型钢拱架包括：工字型钢拱架腹板以及设置在工字型钢拱架腹板两侧的工字型钢段翼缘；在工字型钢拱架上焊接有箍筋，箍筋环绕所述工字型钢拱架腹板以及工字型钢段翼缘。本发明通过在工字型钢拱架腹板以及工字型钢段翼缘上环绕焊接箍筋，增大了约束的核心混凝土区域，提高了支护体系的整体承载能力。

技术领域

本发明涉及隧道与地下工程技术领域，尤其涉及一种型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系及施工方法。

背景技术

近年来，我国隧道的建设发展迅速，隧道工程建设向着复杂地质条件及潜在地质灾害下作业发展。

型钢拱架-喷射混凝土支护结构具有支护及时、操作灵活、抗震性能优越等优点，被广泛的应用于隧道初期支护。在高地应力环境下，型钢拱架-喷射混凝土支护结构往往要求能够承受较大的围岩荷载,但是，在复杂地质条件下，型钢拱架-喷射混凝土支护结构能够提供的实际载荷不足，从而导致支护结构丧失协同变形能力、围岩失稳破坏。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种支护体系的承载能力足够强的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系及施工方法。

一种型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系，包括：工字型钢拱架，所述工字型钢拱架包括：工字型钢拱架腹板以及设置在所述工字型钢拱架腹板两侧的工字型钢段翼缘；在所述工字型钢拱架上焊接有箍筋，所述箍筋环绕所述工字型钢拱架腹板以及工字型钢段翼缘。

进一步地，如上所述的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系，所述箍筋按一定间距平行焊接在所述工字型钢拱架上。

进一步地，如上所述的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系，所述箍筋的高度大于所述工字型钢段翼缘的宽度。

进一步地，如上所述的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系，包括栓钉剪力件，所述栓钉剪力件分布在所述工字型钢拱架腹板的内侧和外侧、以及所述工字型钢段翼缘的内侧和外侧上。

进一步地，如上所述的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系，在相邻两榀所述工字型钢拱架之间设置有纵向支承件，通过所述纵向支承件将所述相邻两榀工字型钢拱架进行连接；所述纵向支承件的横截面为工字型结构；

在相邻所述纵向支承件之间固定有钢筋网片。

进一步地，如上所述的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系，在所述纵向支承件的翼缘上预留有自进式螺栓孔，所述纵向支承件的两端通过所述自进式螺栓孔与自进式螺栓与U型槽钢固定连接，所述U型槽钢焊接在所述工字型钢拱架的腹板上。

进一步地，如上所述的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系，在所述纵向支承件的内侧翼缘和外侧翼缘上均布设有所述钢筋网片。

进一步地，如上所述的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系，在所述钢筋网片的四周设置有一圈矩形的钢板，在所述钢板与纵向支承件的翼缘上预留有自进式螺栓孔，所述钢筋网片通过所述自进式螺栓孔与自进式螺栓与纵向支承件的翼缘固定连接。

进一步地，如上所述的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系，靠近围岩一侧的所述钢筋网片布设在所述纵向支承件的内侧翼缘上。

如上所述的型钢喷射混凝土组合结构隧道初期支护体系的施工方法，包括以下步骤：

1)根据自进式螺栓的尺寸，预先在工字型钢段两侧的翼缘上预留自进式螺栓孔；

2)根据自进式螺栓的尺寸，预先在在钢筋网片四周的钢板上、以及纵向支承件的内侧翼缘和外侧翼缘预留自进式螺栓孔位，同时在所述纵向支承件上切割出安放所述钢筋网片的位置；