一種黃土隧道豎向變形控制結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種隧道初期支護中鋼拱架的鎖定結構，特別適用于黃土隧道的豎向變形控制。
【背景技術】
[0002]隨著我國在黃土地區交通建設的飛速發展，出現了大量的鐵路、公路黃土隧道。由于黃土的特點:大孔隙、垂直節理發育、天然含水率時強度較高、很高的濕陷性，使得在黃土地層中修建隧道存在一定的技術難題，其中在黃土隧道開挖過程中產生的豎向變形尤為顯著，所以如何控制黃土隧道開挖過程中的豎向變形成為必要。
[0003]黃土隧道開挖后，使原有圍巖的應力重新分布，進而使圍巖產生了塑性變形和松弛，為了阻止被擾動后圍巖的過度位移和變形，必須采用合理的支護結構來承受圍巖的壓力。鋼拱架是黃土隧道初期支護結構中重要的組成部分，同時又是永久支護的一部分，鋼拱架本身具有較大剛度和較強的承載能力，能夠在噴射混凝土未達到要求強度之前，有效的控制圍巖的變形和位移，承擔地層壓力和約束變形。
[0004]坑道開挖后由于黃土的垂直節理發育，鋼拱架需要堅固的基礎支撐，才能有效阻止鋼拱架在新的應力場形成過程產生的下沉。通過施做大直徑的鎖腳錨管與鋼拱架進行牢固的連接，使鎖腳錨管與鋼拱架形成一個整體，將鋼拱架錨固于圍巖深部，在一定程度上限制鋼拱架的豎向位移，充分發揮鋼拱架的剛度和強度，以便對坑道周邊圍巖提供較大的支護抗力，防止圍巖產生有害的過度變形。
[0005]現有在軟弱圍巖中控制鋼拱架豎向變形的結構，是在一榀鋼拱架兩側布置兩根與水平面成一定夾角的鎖腳錨管，通過鎖腳錨管與圍巖的之間的摩擦阻力及法向力，盡可能的為鋼拱架提供豎向支撐，限制鋼拱架的豎向下沉，盡早發揮鋼拱架的剛度和強度，使其承擔圍巖變形引起的壓力，保證隧道初期的穩定性。
[0006]但是由于黃土地層較軟弱，在黃土地層中修建的隧道，其豎向變形比在軟弱圍巖地層中修建隧道的豎向變形要大，若采用現有的控制變形結構，則鎖腳錨管很難為鋼拱架提供有效的豎向支撐，從而降低支護結構的安全性，導致圍巖的過大變形，甚至會造成失穩、塌方等工程事故。
【發明內容】
[0007]為了解決上述【背景技術】中的不足之處，提供一種黃土隧道豎向變形控制結構，可以有效的阻止坑道開挖過程中的豎向變形，提高施工的安全性和結構的穩定性。
[0008]實現本實用新型而采用的技術方案為:
[0009]一種黃土隧道豎向變形控制結構，包括鋼拱架(4)和鋼拱架(5)、槽鋼(3)、大直徑灌漿鎖腳錨管(2)、鋼筋連接件(1)，其特征在于:鋼拱架(4)和鋼拱架(5)之間縱向連接槽鋼(3 )，大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )位于槽鋼(3 )下側，通過連接于槽鋼(3 )上的大直徑灌漿鎖腳錨管(2)，將鋼拱架(4)和鋼拱架(5)錨固于圍巖深部，大直徑灌漿鎖腳錨管(2)端部焊接于鋼筋連接件(1)，鋼筋連接件(I)焊接于槽鋼(3)，鋼筋連接件(I)由鋼筋彎曲而成，其中大直徑灌漿鎖腳錨管(2)打入圍巖角度為15° ~30°。
[0010]與現有結構相比，本結構具有的優點和效果如下:
[0011]1、本實用新型在傳力方面比較明確，大直徑灌漿鎖腳錨管與圍巖產生的作用通過錨管與槽鋼的連接傳至槽鋼，槽鋼再通過焊縫將豎向的作用傳至鋼拱架，從而有效的控制隧道的豎向變形。
[0012]2、本實用新型具有良好的整體性，兩榀鋼拱架通過槽鋼縱向連接，然后大直徑灌漿鎖腳錨管的的作用施加在兩榀鋼拱架上，使得圍巖的作用不是施加在單獨一榀鋼拱架上，而是通過兩榀鋼拱架共同進行分擔。
[0013]3、本實用新型在隧道縱向亦提供支撐，取代以往在兩榀鋼拱架之間設置鋼筋連接件，而設置槽鋼作為縱向連接件，不僅使鎖腳錨管與鋼拱架的連接更加牢固，而且也提供了有效的縱向支撐。
[0014]4、本實用新型更加經濟合理，取代現有結構中在一榀鋼拱架兩側設置兩根鎖腳錨管，而是設置一根直徑較大的鎖腳錨管作用于兩榀鋼拱架上，不僅降低了鎖腳錨管的造價，而且節省了打錨的時間。
[0015]四、
【附圖說明】
[0016]圖1本實用新型的結構示意圖(實體圖)；
[0017]圖2本實用新型的結構示意圖(立面圖)；
[0018]圖3圖2的A-A剖視圖；
[0019]圖4本實用新型的結構示意圖(俯視圖)
[0020]五、
【具體實施方式】
[0021]本實用新型是一種黃土隧道豎向變形控制結構，參照圖1~4，包括鋼拱架(4)和鋼拱架(5)、槽鋼(3)、大直徑灌漿鎖腳錨管(2)、鋼筋連接件(1)，其特征在于:鋼拱架(4)和鋼拱架(5 )之間縱向連接槽鋼(3 )，大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )位于槽鋼(3 )下側，通過連接于槽鋼(3 )上的大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )，將鋼拱架(4)和鋼拱架(5 )錨固于圍巖深部，大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )端部焊接于鋼筋連接件(I)，鋼筋連接件(I)焊接于槽鋼(3 )，鋼筋連接件
(I)由鋼筋彎曲而成，其中大直徑灌漿鎖腳錨管(2)打入圍巖角度為15° ~30°。
[0022]工作原理:在兩榀鋼拱架之間焊接縱向槽鋼，再通過鋼筋連接件將大直徑灌漿鎖腳錨管焊接于槽鋼上，兩側的鋼拱架與大直徑灌漿鎖腳錨管共同受力，連接體現整體性，傳力明確，極限承載能力得到提高。
【主權項】
1.一種黃土隧道豎向變形控制結構，包括鋼拱架(4 )和鋼拱架(5 )、槽鋼(3 )、大直徑灌漿鎖腳錨管(2)、鋼筋連接件(1)，其特征在于:鋼拱架(4)和鋼拱架(5)之間縱向連接槽鋼(3 )，大直徑灌漿鎖腳錨管(2 )位于槽鋼(3 )下側，通過連接于槽鋼(3 )上的大直徑灌漿鎖腳錨管(2)，將鋼拱架(4)和鋼拱架(5)錨固于圍巖深部，大直徑灌漿鎖腳錨管(2)端部焊接于鋼筋連接件(1)，鋼筋連接件(I)焊接于槽鋼(3)，鋼筋連接件(I)由鋼筋彎曲而成，其中大直徑灌漿鎖腳錨管(2)打入圍巖角度為15° ~30°。
【專利摘要】本實用新型涉及一種黃土隧道豎向變形控制結構，包括鋼拱架（4）和鋼拱架（5）、槽鋼（3）、大直徑灌漿鎖腳錨管（2）、鋼筋連接件（1），其特征在于：鋼拱架（4）和鋼拱架（5）之間縱向連接槽鋼（3），大直徑灌漿鎖腳錨管（2）位于槽鋼（3）下側，通過連接于槽鋼（3）上的大直徑灌漿鎖腳錨管（2），將鋼拱架（4）和鋼拱架（5）錨固于圍巖深部，大直徑灌漿鎖腳錨管（2）端部焊接于鋼筋連接件（1），鋼筋連接件（1）焊接于槽鋼（3），鋼筋連接件（1）由鋼筋彎曲而成，其中大直徑灌漿鎖腳錨管（2）打入圍巖角度為15°~30°。
【IPC分類】E21D20-02
【公開號】CN204552783
【申請號】CN201520164049
【發明人】李德武, 劉澤, 何開偉, 孫凱, 梁慶國, 蔣代軍
【申請人】蘭州交通大學, 中鐵二局第四工程有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年3月24日