超大變斷面隧道支護結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及超大斷面隧道施工領域，具體涉及一種超大變斷面隧道支護結構。
【背景技術】
[0002]隨著隧道工程建設的發展，超大斷面隧道的支護方案有了長足的進步。但是大的來說基本上都采用基于新奧法的復合式襯砌，且均以錨噴作為初期支護，模筑混凝土作為二次襯砌，支護結構形態也是大同小異，差別僅在于支護的強度剛度不同，如，錨桿長短、噴射混凝土厚度變化、鋼架形式變化、是否添加鋼纖維、模筑混凝土厚度變化、混凝土標號改變等等。而對于本工程如此大跨度的隧道極其罕見，幾無可借鑒經驗，且處于洞口段，山體表層巖石大都風化極為嚴重，強度低，穩定性差，采用傳統的支護結構和開挖方式，開挖后拱腳下沉大，拱頂變形不宜控制，甚至導致襯砌開裂、失穩，造成坍塌事故。
【實用新型內容】
[0003]針對上述技術問題，本實用新型提供了一種超大變斷面隧道支護結構，更好地克服軟弱地基承載力不足問題，并為上部結構提供穩定基礎。
[0004]本實用新型提供了一種超大變斷面隧道支護結構，沿隧道環向包括頂部的拱頂、底部的仰拱、兩側的邊墻，沿隧道徑向包括有內層的二次襯砌，其特征在于兩側邊墻均設置有導洞，邊墻由內而外沿隧道徑向依次設置有二次襯砌和導洞初期支護，導洞初期支護和二次襯砌之間灌注有靴型大墻腳，拱頂和仰拱由內而外沿隧道徑向依次設置有二次襯砌和初期支護，拱頂的初期支護支承于靴型大墻腳。
[0005]所述拱頂的二次襯砌和初期支護之間設置有內層初期支護，所述內層初期支護支承于靴型大墻腳。
[0006]所述二次襯砌包括首尾相連的仰拱二次襯砌和拱墻二次襯砌，拱墻二次襯砌的橫截面呈倒U形并由一側邊墻的底部經拱頂延伸至另一側邊墻底部，仰拱二次襯砌和拱墻二次襯砌的施工縫位于靴型大墻腳內側壁的中部。
[0007]所述初期支護采用含有鋼筋網、鋼架、噴混凝土的錨固結構構成，所述錨固結構包括系統銷桿。
[0008]所述導洞初期支護采用含有鋼架、噴混凝土的錨固結構構成，所述錨固結構包括系統銷桿。
[0009]所述內層初期支護由鋼架和噴混凝土構成。
[0010]本實用新型通過在邊墻外側設置導洞，更好地解決軟弱地基承載力不足的問題，拱頂的的初期支護和內層初期支護均支承于導洞內部的靴型大墻角，為上部結構提供穩定基礎，同時強化與仰拱的連接；本實用新型拱頂的初期支護和內層初期支護配合形成雙層復合加勁拱頂結構，降低拆除拱頂臨時豎撐風險，確保施工安全，且由于實現了提早拆撐，減少臨時支撐使用量，增加后續施工自由度，有利于加快施工進度，降低施工成本。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型示意圖
[0012]其中，11-拱頂，12-仰拱，13-邊墻，2- 二次襯砌，21-仰拱二次襯砌，22-拱墻二次襯砌，31-初期支護，32-內層初期支護，41-靴型大墻角，42-導洞初期支護，5-系統錨桿。
【具體實施方式】
[0013]下面結合說明書附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明:
[0014]本實用新型提供了一種超大變斷面隧道支護結構，沿隧道環形包括頂部的拱頂
11、底部的仰拱12、兩側的邊墻13和邊墻13外側的導洞，沿隧道徑向包括有內層的二次襯砌2，兩側邊墻13的二次襯砌2外側均沿隧道徑向設置有導洞初期支護42，導洞初期支護42和兩側邊墻13的二次襯砌2之間灌注有靴型大墻腳41，拱頂11的二次襯砌2和仰拱12的二次襯砌2外側表面均沿隧道徑向設置有初期支護31，拱頂11的二次襯砌2和初期支護31之間設置有內層初期支護32，拱頂11的初期支護31和內層初期支護32均支承于靴型大墻腳41。所述二次襯砌2包括首尾相連的仰拱二次襯砌21和拱墻二次襯砌22，拱墻二次襯砌22的橫截面呈倒U形并由一側邊墻13的底部經拱頂11延伸至另一側邊墻13底部，仰拱二次襯砌21和拱墻二次襯砌22的施工縫位于靴型大墻腳41內側壁的中部。所述初期支護31采用含有鋼筋網、鋼架、噴混凝土的錨固結構構成，所述錨固結構包括錨桿。所述導洞初期支護42采用含有鋼架、噴混凝土的錨固結構構成，所述錨固結構包括錨桿。所述內層初期支護32采用含有鋼架和噴混凝土的噴射混凝土結構。
[0015]如圖所示，本實用新型包括兩側邊墻13、拱頂11、仰拱12三部分，邊墻13部位由外至內，即從迎土側到背土側，依次設置有含系統錨桿5的導洞初期支護42、靴型大墻腳41、二次襯砌2，即靴型大墻腳41設置于導洞的內部。其中，導洞初期支護42采用25cm厚C30噴混凝土，其內設有縱向間距0.8m/榀的120鋼架。系統錨桿5為3m長Φ 22mm砂漿錨桿，環、縱向間距分別為1.5m、l.2m ;靴型大墻腳41采用C30混凝土灌筑；二次襯砌2分為仰拱二次襯砌21和拱墻二次襯砌22，兩者分開灌筑，均為90cm厚模筑C35鋼筋混凝土，施工縫近似位于靴型大墻腳41內側壁中間部位。
[0016]拱頂11由外至內，即從迎土側到背土側，依次設置有含系統錨桿5的初期支護31、內層初期支護32、二次襯砌2，且初期支護31和內層初期支護32組成均支承于靴型大墻腳41上。其中，初期支護31采用35cm厚C30噴混凝土，其內設置Φ8πιπι鋼筋網，網格間距20cmX20cm,縱向間距0.8m/榀的HW200鋼架，支承于靴型大墻腳41上。系統錨桿5采用6m長自鉆式錨桿，環、縱向間距分別為1.5m、1.2m ;內層初期支護32采用25cm厚C30噴混凝土，其內設有縱向間距0.Sm/榀的180格柵鋼架，支承于靴型大墻腳41上；二次襯砌2采用90cm厚模筑C35鋼筋混凝土，拱墻二次襯砌22通過模板臺車一次性灌筑。
[0017]仰拱12由外至內，即從迎土側到背土側，依次設置初期支護31、二次襯砌2。其中，初期支護3135cm厚C30噴混凝土，其內設置Φ 8mm鋼筋網，網格間距20cmX 20cm，縱向間距0.8m/榀的HW200鋼架；二次襯砌2采用90cm厚模筑C35鋼筋混凝土，仰拱二次襯砌21先于拱墻二次襯砌22灌筑。
[0018]二次襯砌2分為仰拱二次襯砌21和拱墻二次襯砌22，兩者分開灌筑，施工縫近似位于靴型大墻腳41內側壁中間部位；拱墻二次襯砌22通過模板臺車一次性灌筑；仰拱二次襯砌21先于拱墻二次襯砌22灌筑。
[0019]施工時，首先開挖左側導洞并及時施作導洞初期支護、臨時支護；之后完成左側導洞內部靴型大墻腳的灌筑，并采用相同工序完成右側導洞施工。兩個導洞既滿足了施工穩定要求，探明了前方地質條件，也為擴大的靴型基礎施作留下了空間。左右導洞內部的靴型大墻腳為上部結構提供穩定基礎，同時強化與仰拱的連接。開挖拱部左側上半部分并及時施作初期支護、臨時豎撐、臨時仰拱；之后開挖其下半部并及時施作初期支護、臨時豎撐。采用相同程序完成拱部右側上半部施工后開挖拱部中部并及時施作初期支護，使三部分初期支護連接成拱形結構。然后一次性施作內層初期支護并拆除拱部臨時豎撐、臨時仰拱。初期支護和內層初期支護形成復合的加勁拱部結構，滿足拱部大跨結構的復雜受力要求，并能根據監控量測情況靈活掌控下步結構施作時機。然后開挖核心土，并及時施作仰拱的初期支護。拆除左、右導洞的臨時支護后，灌筑仰拱二次襯砌，之后進行隧底填充灌注；最后用模板臺車一次性灌筑拱墻二次襯砌。復合的加勁拱部結構降低拆除臨時支撐的安全風險，減少臨時支撐的使用，增加作業自由度，加快施工進度。
[0020]顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
[0021]本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
【主權項】
1.一種超大變斷面隧道支護結構，沿隧道環向包括頂部的拱頂(11)、底部的仰拱(12)、兩側的邊墻(13)，沿隧道徑向包括有內層的二次襯砌(2)，其特征在于兩側邊墻(13)均設置有導洞，邊墻(13)由內而外沿隧道徑向依次設置有二次襯砌(2)和導洞初期支護(42)，導洞初期支護(42)和二次襯砌(2)之間灌注有靴型大墻腳(41)，拱頂(11)和仰拱(12)由內而外沿隧道徑向依次設置有二次襯砌(2)和初期支護(31)，拱頂(11)的初期支護(31)支承于靴型大墻腳(41)。
2.根據權利要求1所述的超大變斷面隧道支護結構，其特征在于拱頂(11)的二次襯砌(2)和初期支護(31)之間設置有內層初期支護(32)，所述內層初期支護(32)支承于靴型大墻腳(41)。
3.根據權利要求1所述的超大變斷面隧道支護結構，其特征在于二次襯砌(2)包括首尾相連的仰拱二次襯砌(21)和拱墻二次襯砌(22)，拱墻二次襯砌的橫截面呈倒U形并由一側邊墻(13)的底部經拱頂(11)延伸至另一側邊墻(13)底部，仰拱二次襯砌(21)和拱墻二次襯砌(22)的施工縫位于靴型大墻腳(41)內側壁的中部。
4.根據權利要求1所述的超大變斷面隧道支護結構，其特征在于初期支護(31)采用含有鋼筋網、鋼架、噴混凝土的錨固結構構成，所述錨固結構包括系統錨桿(5)。
5.根據權利要求1所述的超大變斷面隧道支護結構，其特征在于導洞初期支護(42)采用含有鋼架、噴混凝土的錨固結構構成，所述錨固結構包括系統錨桿(5)。
6.根據權利要求1所述的超大變斷面隧道支護結構，其特征在于內層初期支護(32)由鋼架和噴混凝土構成。
【專利摘要】本實用新型提供了一種超大變斷面隧道支護結構，沿隧道環形包括頂部的拱頂、底部的仰拱、兩側的邊墻和邊墻外側的導洞，沿隧道徑向包括有內層的二次襯砌，兩側邊墻的二次襯砌外側均沿隧道徑向設置有導洞初期支護，導洞初期支護和兩側邊墻的二次襯砌之間灌注有靴型大墻腳，拱頂的二次襯砌和仰拱的二次襯砌外側表面均沿隧道徑向設置有初期支護，拱頂的二次襯砌和初期支護之間設置有內層初期支護，拱頂的初期支護和內層初期支護均支承于靴型大墻腳，仰拱的初期支護支承于導洞初期支護。本實用新型更好地克服軟弱地基承載力不足問題，并為上部結構提供穩定基礎。
【IPC分類】E21D11-10, E21D11-14, E21D21-00, E21D11-00
【公開號】CN204436406
【申請號】CN201420795169
【發明人】龔彥峰, 江勝林, 徐向東, 李樹鵬, 張俊儒, 焦齊柱, 隗建波, 顏志偉, 孫文昊, 王春梅, 郭海滿, 洪軍, 陳利杰
【申請人】中鐵第四勘察設計院集團有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年12月15日