【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道建筑结构，涉及一种型钢砼隧道支护结构。
技术介绍
1、目前，隧道一般采用复合式衬砌，其支护结构通常由初期支护和二次衬砌组成。初期支护需具备一定的强度和刚度，抵抗和抑制围岩的变形，初期支护主要为喷砼、钢筋网和锚杆，当隧道周边围岩条件较差时初期支护需设置格栅钢架或型钢钢架，二次衬砌为钢筋砼结构。在隧道施工前期为保障施工安全，二次衬砌浇筑完成并达到强度后与初期支护共同承担荷载。
2、以两台阶法为例，隧道施工工序如下：上台阶开挖→上台阶初期支护(锚、网、喷、架设钢架)→下台阶开挖→下台阶初期支护→仰拱开挖→仰拱初期支护→仰拱钢筋绑扎→浇筑仰拱衬砌→防水层→拱墙钢筋绑扎→浇筑拱墙衬砌。
3、目前常规隧道复合式衬砌结构存在以下缺点：1、隧道施工工序多，防水板铺装要求高，二次衬砌钢筋绑扎耗时长，施工进度慢；2、由隧道开挖到二次衬砌浇筑完成施工工序多，时间长；3、为避免隧道塌方、掉块，初期支护钢架设置较强，另外考虑初期支护钢架长效耐久性问题，目前二次衬砌结构计算承担较大荷载，并未充分发挥初期支护钢架承载能力；4、初期支护和二次衬砌之间设置光面防水板，不利于初期支护和二次衬砌协同受力。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种初期支护和二次衬砌协同受力的型钢砼隧道支护结构。
2、本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：
3、型钢砼隧道支护结构，包括初期支护、二次衬砌和设于初期支护与二次衬砌之间的防水
4、防水涂层采用水泥基渗透结晶型防水涂料、聚氨脂防水涂料、聚脲防水涂料等，施工方式可采用机械喷涂方式，也可采用人工刮涂的方式，施工效率高。
5、型钢钢架可采用工字钢或h型钢，型钢钢架可采用焊接型钢和轧制型钢。型钢钢架的型钢材料宜采用牌号q235-b.c.d级的碳素结构钢，以及牌号q345-b.c.d.e级的低合金高强度结构钢。
6、型钢钢架在开挖期间可兼做初期支护，支撑开挖面，控制隧道变形；将光面防水板调整为防水涂层，施工快捷，工艺简单，可大大加快隧道施工进度；初期支护和二次衬砌结合好，可显著优化初期支护和二次衬砌的协同受力能力。
7、在上述型钢砼隧道支护结构中，所述连接组件包括若干沿隧道纵向延伸的纵向主筋，若干所述纵向主筋沿型钢钢架的环向依次设置，所述纵向主筋的两端分别与不同的型钢钢架连接。
8、纵向主筋宜采用i i级、i i i级热轧钢筋，钢筋直径大于等于16mm，一般为16、18、20、22、25mm等。
9、在上述型钢砼隧道支护结构中，所述纵向主筋包括位于型钢钢架外侧的纵向主筋和位于型钢钢架内侧的纵向主筋，位于型钢钢架外侧的纵向主筋的两端与型钢钢架外侧的翼缘板连接，位于型钢钢架内侧的纵向主筋的两端与型钢钢架内侧的翼缘板连接。
10、在上述型钢砼隧道支护结构中，所述纵向主筋位于型钢钢架的内侧，所述纵向主筋的两端与型钢钢架内侧的翼缘板连接；所述型钢钢架的外侧设有连接在型钢钢架外侧翼缘板上的钢板。
11、当隧道处于围岩条件差或变形敏感地段，为了加强初期支护的刚度，不仅将型钢钢架兼做初期支护，而且在型钢钢架靠围岩侧设置钢板，钢板与型钢钢架可采取焊接连接。
12、钢板采用热轧钢板，厚度应大于6mm，另钢板应由厂家根据施工需要沿着隧道轮廓弧度纵、环向分块，加工好运至现场。
13、在上述型钢砼隧道支护结构中，位于不同环向的型钢钢架沿隧道的纵向交错布置。
14、在上述型钢砼隧道支护结构中，所述纵向主筋的两端通过焊接在翼缘板上的钢套管与型钢钢架的翼缘板连接。钢套管可提前焊接或现场焊接在型钢钢架的翼缘板上，纵向主筋利用钢套管将两榀相邻型钢钢架连接成一个整体，提高了结构强度。
15、在上述型钢砼隧道支护结构中，所述钢套管沿垂直于隧道的纵向延伸，所述纵向主筋的两端具有垂直设置的连接段，所述连接段插入与之对应设置的钢套管内。
16、在上述型钢砼隧道支护结构中，所述初期支护包括锚杆、钢筋网和喷砼。
17、在上述型钢砼隧道支护结构中，所述初期支护包括锚杆和纤维喷砼。纤维喷砼就是在喷砼中加入了纤维材料，纤维材料主要为碳纤维、聚丙烯纤维和钢纤维等。
18、在上述型钢砼隧道支护结构中，所述型钢砼中添加有纤维材料，纤维材料包括碳纤维、聚丙烯纤维和钢纤维。型钢砼强度等级不小于c30，型钢砼的混凝土最大骨料直径不大于25mm，位于型钢钢架内侧的型钢砼所形成的保护层的厚度不小于100mm。
19、以两台阶法为例，采用型钢砼隧道支护结构的隧道施工工序如下：上台阶开挖→上台阶初期支护(锚、网、喷)、刷防水涂层和架设型钢钢架→下台阶开挖→下台阶初期支护、刷防水涂层和架设型钢钢架→仰拱开挖→仰拱初期支护和架设型钢钢架→浇筑仰拱型钢砼→浇筑拱墙型钢砼。
20、与常规隧道复合式衬砌结构相比，二次衬砌由钢筋砼调整为型钢砼，免除了繁琐的钢筋绑扎流程，防水层由光面防水板调整为防水涂层，施工快捷，工艺简单，可大大加快隧道施工进度；型钢钢架开挖期间兼做初期支护结构，开挖完后浇筑成二次衬砌，充分发挥型钢钢架的承载能力；由于是防水涂层，初期支护和二次衬砌结合好，可显著优化初期支护和二次衬砌的协同受力能力。
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1.一种型钢砼隧道支护结构，其特征在于，包括初期支护、二次衬砌和设于初期支护与二次衬砌之间的防水涂层(4)，所述二次衬砌包括型钢钢架(5)和型钢砼，所述型钢钢架(5)在开挖期间可兼做初期支护，沿隧道纵向方向相邻设置的两榀型钢钢架(5)之间通过连接组件连接。
2.根据权利要求1所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述连接组件包括若干沿隧道纵向延伸的纵向主筋(7)，若干所述纵向主筋(7)沿型钢钢架(5)的环向依次设置，所述纵向主筋(7)的两端分别与不同的型钢钢架(5)连接。
3.根据权利要求2所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述纵向主筋(7)包括位于型钢钢架(5)外侧的纵向主筋(7)和位于型钢钢架(5)内侧的纵向主筋(7)，位于型钢钢架(5)外侧的纵向主筋(7)的两端与型钢钢架(5)外侧的翼缘板连接，位于型钢钢架(5)内侧的纵向主筋(7)的两端与型钢钢架(5)内侧的翼缘板连接。
4.根据权利要求2所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述纵向主筋(7)位于型钢钢架(5)的内侧，所述纵向主筋(7)的两端与型钢钢架(5)内侧的翼缘板连接；所述型
5.根据权利要求2或3或4所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，位于不同环向的型钢钢架(5)沿隧道的纵向交错布置。
6.根据权利要求2或3或4所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述纵向主筋(7)的两端通过焊接在翼缘板上的钢套管(6)与型钢钢架(5)的翼缘板连接。
7.根据权利要求6所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述钢套管(6)沿垂直于隧道的纵向延伸，所述纵向主筋(7)的两端具有垂直设置的连接段(71)，所述连接段(71)插入与之对应设置的钢套管(6)内。
8.根据权利要求1所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述初期支护包括锚杆(1)、钢筋网(2)和喷砼(3)。
9.根据权利要求1所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述初期支护包括锚杆(1)和纤维喷砼(3)。
10.根据权利要求1所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述型钢砼中添加有纤维材料。
...【技术特征摘要】
1.一种型钢砼隧道支护结构，其特征在于，包括初期支护、二次衬砌和设于初期支护与二次衬砌之间的防水涂层(4)，所述二次衬砌包括型钢钢架(5)和型钢砼，所述型钢钢架(5)在开挖期间可兼做初期支护，沿隧道纵向方向相邻设置的两榀型钢钢架(5)之间通过连接组件连接。
2.根据权利要求1所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述连接组件包括若干沿隧道纵向延伸的纵向主筋(7)，若干所述纵向主筋(7)沿型钢钢架(5)的环向依次设置，所述纵向主筋(7)的两端分别与不同的型钢钢架(5)连接。
3.根据权利要求2所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述纵向主筋(7)包括位于型钢钢架(5)外侧的纵向主筋(7)和位于型钢钢架(5)内侧的纵向主筋(7)，位于型钢钢架(5)外侧的纵向主筋(7)的两端与型钢钢架(5)外侧的翼缘板连接，位于型钢钢架(5)内侧的纵向主筋(7)的两端与型钢钢架(5)内侧的翼缘板连接。
4.根据权利要求2所述的型钢砼隧道支护结构，其特征在于，所述纵向主筋(7)位于型钢钢架(5)的内侧，所述纵向主筋(7)的两端...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜波，肖强，肖杨，朱小兵，汪伟松，王秋，李海军，李爽，汪振伟，马洪，吴伟，
申请(专利权)人：中铁二院重庆勘察设计研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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