一种高含水率土质隧道洞外支撑结构制造技术

本实用新型专利技术提供了一种高含水率土质隧道洞外支撑结构，连接于支撑于隧道洞内的型钢钢架，所述隧道洞外支撑结构包括多组沿隧道方向间隔设置的支撑单元，所述支撑单元包括：混凝土桩，设置有偶数根，均布并竖向设置于隧道两侧，且下端固定于地面；横向连接件，同时设置于多根混凝土桩的顶端；以及横向锚索，设置有多根，且一端固定于横向连接件，另一端穿过土体并固定于型钢钢架。本实用新型专利技术改善现有技术中隧道洞口段浅埋段施工可能由于覆土层稳定性较低、土体含水率升高和/或洞内支护结构无法有效控制围岩变形等原因，导致隧道洞口浅埋段施工质量降低的问题的效果。施工质量降低的问题的效果。施工质量降低的问题的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高含水率土质隧道洞外支撑结构


[0001]本技术涉及隧道支护
，尤其涉及一种高含水率土质隧道洞外支撑结构。

技术介绍

[0002]公路交通是科学技术、技术及城市建设等飞速发展的重要基础之一，受限于地质、地理条件，在必要地段需开建隧道。
[0003]在隧道的修建中难免会面临各种各样的软弱地层，特别在洞口或浅埋段，覆土层的厚度及稳定性的有限性在很大程度上影响了进洞安全和施工质量，隧道在穿越该段时的施工风险高，变形难以控制；除此之外，还具有以下问题给该类该段隧道的设计和施工带来极大的困扰：
[0004]1、在隧道洞口段浅埋段的土体含水率升高到一定界限时，其抗剪强度急剧下降，使得隧道开挖过程中产生很大的塑性变形，易出现大变形、掌子面坍塌及突变失稳等工程灾害，且具有变形速度快、变形量大和持续时间长等显著特征，隧道修建具有极大安全隐患；
[0005]2、由于支护面积的有限性、土体基础的结构强度较低以及洞内支护结构各部支撑强度不足等原因，在进行隧道洞口段浅埋段洞内支护结构的设置时，传统洞内支护结构可能无法有效地控制围岩变形。其中，在进行洞内支护结构的施工时，通常会设置型钢钢架，以支撑于隧道洞子的轮廓处，形成支撑。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中所存在的不足，本技术提供了一种高含水率土质隧道洞外支撑结构，其可改善现有技术中隧道洞口段浅埋段施工可能由于覆土层稳定性较低、土体含水率升高和/或洞内支护结构无法有效控制围岩变形等原因，导致隧道洞口浅埋段施工质量降低的问题。
[0007]根据本技术的实施例，一种高含水率土质隧道洞外支撑结构，连接于支撑于隧道洞内的型钢钢架，所述隧道洞外支撑结构包括多组沿隧道方向间隔设置的支撑单元，所述支撑单元包括：混凝土桩，设置有偶数根，均布并竖向设置于隧道两侧，且下端固定于地面；横向连接件，同时设置于多根混凝土桩的顶端；以及横向锚索，设置有多根，且一端固定于横向连接件，另一端穿过土体并固定于型钢钢架。
[0008]优选的，所述横向连接件包括：横梁，横跨于隧道顶部；以及千斤顶，设置有偶数个，并均布于两根混凝土桩的顶部，且所述横梁的两端分别固定于两根混凝土桩顶部的千斤顶作用端。
[0009]优选的，所述横向连接件还包括偶数块桩顶端垫板，偶数块所述桩顶端垫板分别设置于偶数根混凝土桩顶部，且所述千斤顶底座设置于桩顶端垫板上。
[0010]优选的，所述桩顶端垫板上设置有多个斜撑，所述斜撑的一端固定于桩顶端垫板，
另一端倾斜并固定于横梁。
[0011]优选的，所述横梁为工字钢，且在腹板位置固定有多块加强钢板。
[0012]优选的，所述隧道洞外支撑结构还包括多根纵梁，所述纵梁沿隧道延伸方向设置，并同时连接于多个横向连接件。
[0013]优选的，所述纵梁连接有多根纵向锚索，所述纵向锚索的一端固定于纵梁，另一端穿过土体并固定于型钢钢架。
[0014]优选的，锚索连接于型钢钢架的一端弯折形成有锚索弯钩，并连接有用于将锚索弯钩端部固定于锚索的紧扣件，所述锚索弯钩还连接有缠绕于型钢钢架的钢绞线圈。
[0015]相比于现有技术，本技术具有如下至少一种有益效果：
[0016]1、通过在隧道洞口段浅埋段外侧沿其延伸方向间隔设置多组支撑单元，设置混凝土桩固定于地面，并在混凝土桩顶端设置横跨于隧道浅埋段的上方的横向连接件，在横向连接件上连接横向锚索，使得横向锚索穿过土体并固定于型钢钢架，以形成对洞内支护结构的型钢钢架的竖向支持力，解决高含水率土质隧道传统支护结构竖向支撑力不足而发生大变形或坍塌的问题，并改善现有技术中隧道洞口段浅埋段施工可能由于覆土层稳定性较低、土体含水率升高和/或洞内支护结构无法有效控制围岩变形等原因，导致隧道洞口浅埋段施工质量降低的问题；
[0017]2、通过设置千斤顶将横梁顶升，使得横梁可在竖直方向上移动，使得横向锚索拉紧，从而灵活实现整个承载系统的加荷或卸荷，有利于控制围岩变形；
[0018]3、通过设置沿隧道方向延伸的纵梁，并使得横梁连接于多个横向连接件，以增强整个支撑结构的稳定性；同时，在纵梁上设置连接于型钢钢架的纵向锚索，以进一步形成对型钢钢架的竖向力；
[0019]4、待隧道安全通过并完成二次衬砌施作后，可拆除回收支撑结构钢材及千斤顶，经济效益性明显。
附图说明
[0020]图1是本技术实施例的正视图；
[0021]图2是本技术另一实施例的侧视图；
[0022]图3是图1中第二局部侧视图，主要展示横向连接件；
[0023]图4是图1中俯视图，主要展示纵梁的设置方式；
[0024]图5是本技术实施例的局部放大图，主要展示锚索与型钢钢架的连接方式；
[0025]图6是本技术实施例的施工流程图。
[0026]上述附图中：1、混凝土桩；2、横向连接件；21、横梁；211、加强钢板；22、千斤顶；23、桩顶端垫板；231、斜撑；3、横向锚索；4、纵梁；5、纵向锚索；6、锚索弯钩；7、紧扣件；8、钢绞线圈；9、型钢钢架。
具体实施方式
[0027]下面结合附图1
‑
6对本技术作进一步说明。
[0028]参照图1和图2，一方面，本技术实施例提出了一种高含水率土质隧道洞外支撑结构，该支撑结构包括多组沿隧道方向间隔设置的支撑单元，支撑单元设置于隧道洞口
段浅埋段，并横跨于该浅埋段的上方，并与洞内施工用于支撑隧道的型钢钢架9相连接，从而除了隧道洞内的支护结构之外，还能间接形成对隧道施力方向向外的拉力。
[0029]具体的，本技术实施例提出的支撑单元包括混凝土桩1、横向连接件2以及横向锚索3。混凝土桩1设置有偶数根，其可以是2根、4根以及6根等，图中仅展示为2根，并均布于隧道两侧；混凝土桩1采用C30素混凝土，且桩径为0.4～0.6m；混凝土桩1竖向设置，且其下端打设至隧道下部基岩以下0.5～1.0m，以保证稳定性。
[0030]横向连接件2横跨于隧道浅埋段的上方，并同时设置于多根混凝土桩1的顶端，以形成门型结构。横向锚索3采用7φ15.2mm钢绞线，并设置有多根，并均布于横向连接件2，横向锚索3的一端固定于横向连接件2，另一端穿过土体并固定于型钢钢架9上。
[0031]在进行洞内支护结构施工的同时，通过支撑单元，即混凝土桩1、横向连接件2以及横向锚索3的施工，形成对洞内支护结构的型钢钢架9的竖向支持力，以解决高含水率土质隧道传统支护结构竖向支撑力不足而发生大变形或坍塌的问题，并改善现有技术中隧道洞口段浅埋段施工可能由于覆土层稳定性较低、土体含水率升高和/或洞内支护结构无法有效控制围岩变形等原因，导致隧道洞口浅埋段施工质量降低的问题。
[0032]本技术实施例中，沿隧道方向，多组支撑单元纵向间距为6～10d(d为隧道内型钢钢架9之间的间距)，以保证经过多组支撑单元的拉力提高整段浅埋段隧道的施工质量。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高含水率土质隧道洞外支撑结构，连接于支撑于隧道洞内的型钢钢架(9)，其特征在于，所述隧道洞外支撑结构包括多组沿隧道方向间隔设置的支撑单元，所述支撑单元包括：混凝土桩(1)，分别竖向设置于隧道两侧，且下端固定于地面；横向连接件(2)，设置于两根混凝土桩(1)的顶端；以及横向锚索(3)，设置有多根，且一端固定于横向连接件(2)，另一端穿过土体并固定于型钢钢架(9)。2.根据权利要求1所述的一种高含水率土质隧道洞外支撑结构，其特征在于，所述横向连接件(2)包括：横梁(21)，横跨于隧道顶部；以及千斤顶(22)，设置有偶数个，并均布于两根混凝土桩(1)的顶部，且所述横梁(21)的两端分别固定于两根混凝土桩(1)顶部的千斤顶(22)作用端。3.根据权利要求2所述的一种高含水率土质隧道洞外支撑结构，其特征在于，所述横向连接件(2)还包括两块桩顶端垫板(23)，两块所述桩顶端垫板(23)分别设置于两根混凝土桩(1)顶部，且所述千斤顶(22)底座设置于桩顶端垫板(23)上。4.根据权利要求3所述的一种高含水率土质隧道洞外支撑结...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐剑，张孝伟，李信臻，李强，曹伟，肖了林，黄果，熊雅，蒋荣衡，李波，余晓金，孙建国，刘彦波，胡泉秀，赵寒冰，
申请(专利权)人：中铁长江交通设计集团有限公司，
类型：新型
国别省市：