方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系及施工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系及施工方法，包括高強(qiáng)錨桿、注漿錨桿、注漿錨索及多個(gè)方鋼約束混凝土拱架，相鄰方鋼約束混凝土拱架之間用縱向梁連接，縱向梁上設(shè)置有錨桿孔，縱向梁錨桿通過錨桿孔穿過縱向梁再錨入到圍巖中，方鋼約束混凝土拱架與圍巖之間設(shè)有壁后充填層，縱向梁錨桿將方鋼約束混凝土拱架、壁后充填層與隧道圍巖連接在一起；高強(qiáng)錨桿、注漿錨桿、注漿錨索均在架設(shè)方鋼約束混凝土拱架之前進(jìn)行施打。本發(fā)明適用于軟弱破碎圍巖隧道等地下工程的支護(hù)，具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、受力合理等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效提高隧道開挖后初期支護(hù)強(qiáng)度，保證隧道圍巖穩(wěn)定性。
【專利說明】方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隧道支護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系及施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，大斷面公路、鐵路隧道修建越來越多，隨之面臨的支護(hù)問題也越來越突出。尤其是當(dāng)隧道埋深、斷面設(shè)計(jì)較大，或是處于某些軟弱地層之中時(shí)，隧道圍巖松散破碎，開挖后圍巖自穩(wěn)時(shí)間短，而傳統(tǒng)的錨桿、噴射混凝土或鋼拱架，不能及時(shí)提供足夠的初期支護(hù)抗力，而造成隧道圍巖變形嚴(yán)重甚至坍塌破壞，因此，為了維持圍巖穩(wěn)定和保證隧道設(shè)計(jì)斷面，必須尋求一種高強(qiáng)的支護(hù)技術(shù)，以保證隧道在開挖后短時(shí)間內(nèi)給圍巖提供強(qiáng)有力的支護(hù)。
[0003]隧道初期支護(hù)技術(shù)通常采用噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)和鋼拱架等單一或組合的結(jié)構(gòu)形式。其中，現(xiàn)有隧道鋼拱架常由工字鋼拼接而成，主要用于圍巖條件較差的隧道支護(hù)，但是在一些圍巖應(yīng)力非常高或是地質(zhì)條件極為復(fù)雜的隧道中，傳統(tǒng)鋼拱架出現(xiàn)失穩(wěn)破壞也是屢見不鮮，其支護(hù)強(qiáng)度也面臨著新的考驗(yàn)與挑戰(zhàn)。而約束混凝土技術(shù)作為建筑、橋梁工程中一種較為成熟的加固技術(shù)，其成本低廉，支護(hù)強(qiáng)度較高，應(yīng)用較為廣泛，但是在隧道支護(hù)工程中該技術(shù)還未曾得到推廣。一般的，常用的約束混凝土結(jié)構(gòu)主要包括圓鋼約束混凝土與方鋼約束混凝土兩種類型，與方鋼約束混凝土相比，若將圓鋼約束混凝土結(jié)構(gòu)用于隧道支護(hù)，則會(huì)造成圓鋼管與圍巖表面形成線接觸，支架受力不合理，承載性能不能有效發(fā)揮；同時(shí)，圓鋼約束混凝土結(jié)構(gòu)拼接較困難，增加現(xiàn)場(chǎng)施工難度，影響隧道掘進(jìn)速度。因此，本發(fā)明選用方鋼約束混凝土結(jié)構(gòu)，將該技術(shù)引入到隧道支護(hù)工程領(lǐng)域，代替現(xiàn)有傳統(tǒng)的工字鋼拱架，旨在提出一種適用于軟弱破碎圍巖的快速、經(jīng)濟(jì)、高強(qiáng)的隧道初期支護(hù)形式，保證隧道開挖圍巖的穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有隧道初期支護(hù)中鋼拱架支護(hù)強(qiáng)度不足的缺點(diǎn)，提出了一種高強(qiáng)、穩(wěn)定、受力合理的適用于軟弱破碎圍巖隧道初期支護(hù)的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系及施工方法。本發(fā)明適用于軟弱破碎圍巖隧道等地下工程的支護(hù)，具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、受力合理等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效提高隧道開挖后初期支護(hù)強(qiáng)度，保證隧道圍巖穩(wěn)定性。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0006]方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，包括高強(qiáng)錨桿、注漿錨桿、注漿錨索及多個(gè)方鋼約束混凝土拱架，相鄰方鋼約束混凝土拱架之間用縱向梁連接，縱向梁上設(shè)置有錨桿孔，縱向梁錨桿通過錨桿孔穿過縱向梁再錨入到圍巖中，方鋼約束混凝土拱架與圍巖之間設(shè)有壁后充填層，縱向梁錨桿將方鋼約束混凝土拱架、壁后充填層與隧道圍巖連接
在一起。[0007]所述高強(qiáng)錨桿、注漿錨桿、注漿錨索均在架設(shè)方鋼約束混凝土拱架之前進(jìn)行施打。
[0008]所述方鋼約束混凝土拱架為與隧道形狀一致的封閉式結(jié)構(gòu)。
[0009]所述方鋼約束混凝土拱架包括多段約束方鋼管，相鄰約束方鋼管之間通過方鋼約束混凝土拱架節(jié)點(diǎn)相連。
[0010]所述約束方鋼管內(nèi)填充混凝土。
[0011]所述方鋼約束混凝土拱架節(jié)點(diǎn)包括焊接在方鋼管內(nèi)側(cè)的內(nèi)隔板及連接約束方鋼管的套筒，套筒外側(cè)設(shè)有雙U形加強(qiáng)護(hù)板。
[0012]所述縱向梁為箱型截面形狀的鋼梁。
[0013]所述相鄰方鋼約束混凝土拱架的對(duì)立側(cè)均設(shè)有縱向梁連接基座，縱向梁連接基座開孔與縱向梁連接處開孔一致，縱向梁與縱向梁連接基座之間通過螺栓連接。
[0014]所述縱向梁連接基座形狀為“L”形，縱向梁連接基座開孔為橢圓形。
[0015]所述壁后充填層包括掛設(shè)在縱向梁內(nèi)側(cè)的鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)上鋪設(shè)高強(qiáng)高韌性防滲漏膜，壁后充填層內(nèi)充填材料。
[0016]所述高強(qiáng)高韌性防滲漏膜每?jī)杉茕佋O(shè)一道，采用搭接的方式進(jìn)行連接。
[0017]所述方鋼約束混凝土拱架表面焊接有掛設(shè)鋼筋網(wǎng)的多個(gè)掛鉤。
[0018]所述注漿錨索為高強(qiáng)中空注漿錨索，注漿錨桿、注漿錨索與高強(qiáng)錨桿交替斷面布置。
[0019]方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系的施工方法，包括以下步驟:
[0020]步驟一:開挖隧道左上方第一部分圍巖，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第一道方鋼約束混凝土拱架；
[0021]步驟二:開挖隧道左下方第二部分圍巖，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第二道方鋼約束混凝土拱架；
[0022]步驟三:開挖隧道右上方第三部分圍巖，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第三道方鋼約束混凝土拱架；
[0023]步驟四:開挖隧道右上方第四部分圍巖，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第四道方鋼約束混凝土拱架；
[0024]步驟五:施做底拱，完成約束混凝土拱架安裝；
[0025]步驟六:安裝方鋼約束混凝土拱架縱向梁，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)并鋪設(shè)高強(qiáng)高韌性防滲漏膜后，補(bǔ)打縱向梁錨桿；
[0026]步驟七:方鋼約束混凝土拱架約束鋼管類材料內(nèi)部混凝土填充；
[0027]步驟八:方鋼約束混凝土拱架壁后充填；
[0028]步驟九:完成方鋼約束混凝土拱架高強(qiáng)支護(hù)體系的安裝。
[0029]方鋼約束混凝土拱架的具體施做過程:
[0030]開挖圍巖后，首先采取措施封閉隧道掌子面，安裝臨時(shí)支護(hù)；其次，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、施打普通錨桿，并初噴混凝土 ；第三，施打注漿錨桿與注漿錨索，并進(jìn)行注漿；第四，架設(shè)方鋼約束混凝土拱架，并施打鎖棚錨桿；最后，應(yīng)施打下一階段超前支護(hù)。
[0031]方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，主要由高強(qiáng)錨桿、注漿錨桿、注漿錨索、鋼筋網(wǎng)、方鋼約束混凝土拱架、縱向梁與壁后充填層等組成，其施工工序?yàn)?隧道開挖后首先掛網(wǎng)施打高強(qiáng)錨桿，并進(jìn)行混凝土初噴，然后施打注漿錨桿、注漿錨索并進(jìn)行注漿加固，最后進(jìn)行方鋼約束混凝土拱架壁后充填支護(hù)體系安裝。整個(gè)工序遵循“先控后固再抗”的支護(hù)原理，能夠充分改善圍巖力學(xué)特性，調(diào)動(dòng)圍巖的自承能力。
[0032]方鋼約束混凝土拱架為與隧道形狀一致的封閉式結(jié)構(gòu)，其間隔一定距離布置，相鄰拱架之間用縱向梁連接，縱向梁上設(shè)置有錨桿孔，錨桿穿過縱向梁再錨入到巖層中；拱架與圍巖之間采用壁后充填的方式形成一個(gè)緊貼圍巖表面的整體結(jié)構(gòu)，并通過縱向梁錨桿將方鋼約束混凝土拱架、壁后充填層與隧道圍巖連接形成一個(gè)立體支護(hù)體系。
[0033]所述方鋼約束混凝土拱架由多段方鋼管等約束材料通過節(jié)點(diǎn)連接并填充混凝土而成，形狀與隧道斷面設(shè)計(jì)形狀一致。其中，核心混凝土可為普通混凝土或鋼纖維混凝土等材料。
[0034]所述拱架節(jié)點(diǎn)具體連接方式為:首先在節(jié)點(diǎn)處方鋼管內(nèi)側(cè)提前焊接好內(nèi)隔板，并用套筒將拱架進(jìn)行連接，待套筒安裝完畢后，在套筒外側(cè)施加雙U形加強(qiáng)護(hù)板，以增加拱架節(jié)點(diǎn)剛度與強(qiáng)度，防止節(jié)點(diǎn)發(fā)生破壞。
[0035]縱向梁與拱架之間具體連接方式為:相鄰方鋼拱架對(duì)立側(cè)面靠近洞內(nèi)邊緣處焊接有“L”形縱向梁連接基座，基座開孔為橢圓形，并與縱向梁連接處開孔保持一致，縱向梁與基座之間通過螺栓連接。
[0036]所述拱架與圍巖之間壁后充填層，是在縱向梁內(nèi)側(cè)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，鋪設(shè)高強(qiáng)高韌性防滲漏膜后，并充填具有膨脹特性可讓壓的化學(xué)材料或混凝土材料，具體材料選擇根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定；壁后充填過程應(yīng)遵循“由下而上”原則進(jìn)行充填。其中，鋪設(shè)高強(qiáng)高韌性防滲漏膜是為了以防止壁后充填過程中充填材料外漏，具體鋪設(shè)時(shí)，可每?jī)杉茕佋O(shè)一道，并采用搭接的方式進(jìn)行連接；同時(shí)，為便于掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，可在方鋼約束混凝土拱架表面焊接一定數(shù)量的掛鉤。
[0037]所述注漿錨索為高強(qiáng)中空注漿錨索；注漿錨桿、注漿錨索與高強(qiáng)錨桿交替斷面布置；注漿時(shí)應(yīng)遵循“同一斷面由下向上”、“不同斷面隔排注漿”原則進(jìn)行；注漿錨桿、注漿錨索所用注漿材料為早強(qiáng)、高韌性水泥或其他化學(xué)注漿材料，可及時(shí)填充圍巖裂隙，改善軟弱破碎圍巖的力學(xué)性能，充分調(diào)動(dòng)并提高圍巖的自承能力。
[0038]本發(fā)明中該種方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系可適用于各種隧道的初期支護(hù)，尤其適用于松散軟弱破碎圍巖隧道開挖后的初期支護(hù)。
[0039]本發(fā)明的有益效果:
[0040]1.隧道開挖后，選用早強(qiáng)、高韌性水泥或其他化學(xué)注漿材料，通過注漿錨桿與注漿錨索對(duì)圍巖進(jìn)行注漿加固，能夠及時(shí)填充圍巖裂隙，改善軟弱破碎圍巖的力學(xué)性能，充分調(diào)動(dòng)并提聞圍巖的自承能力。
[0041 ] 2.方鋼約束混凝土拱架造價(jià)低廉，但具有高強(qiáng)的承載能力，且護(hù)表面積大，塑性和韌性性能較好，抗變形能力強(qiáng)，對(duì)大變形、高圍壓的隧道圍巖具有顯著支護(hù)效果。
[0042]3.通過縱向梁錨桿的連接，使方鋼約束混凝土拱架、壁后充填層與圍巖共同作用，形成空間的立體支護(hù)體系，充分發(fā)揮方鋼約束混凝土拱架的高強(qiáng)支撐能力，為圍巖提供足夠支護(hù)力，將圍巖變形控制在允許范圍內(nèi)，避免因過度變形而導(dǎo)致圍巖本身的承載力喪失，從而保證隧道圍巖的穩(wěn)定性。
[0043]4.方鋼約束混凝土拱架與圍巖之間采用壁后充填的方式，而不是采用傳統(tǒng)意義上的噴射混凝土方式，能夠有效避免因噴射混凝土而產(chǎn)生大量粉塵，大大改善工人作業(yè)環(huán)境；該種充填方式，在充填材料的選擇上具有廣義性，可選擇具有膨脹性可讓壓的化學(xué)材料，也可選擇混凝土材料；壁后充填層外側(cè)受到縱向梁錨桿與鋼筋網(wǎng)共同約束，能夠有效避免開裂脫落，且成型較好。
[0044]5.支護(hù)體系支護(hù)強(qiáng)度高，整體支護(hù)性能調(diào)節(jié)空間大，方鋼約束混凝土拱架與縱向梁、注漿錨桿(索)配合使用，可結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況調(diào)整拱架間距、縱向梁排距、方鋼約束混凝土拱架尺寸及注漿錨桿型號(hào)和間排距等參數(shù)以進(jìn)行力學(xué)性能的耦合，對(duì)圍巖進(jìn)行有效的支護(hù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0045]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的注漿錨桿、注漿錨索斷面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的方鋼約束混凝土拱架結(jié)構(gòu)三維示意圖；
[0048]圖4a為本發(fā)明實(shí)施例的方鋼約束混凝土拱架縱向梁連接示意圖一；
[0049]圖4b為本發(fā)明實(shí)施例的方鋼約束混凝土拱架縱向梁連接示意圖二 ；
[0050]圖4c為本發(fā)明實(shí)施例的方鋼約束混凝土拱架縱向梁連接示意圖三；
[0051]圖5為圖1中A-A截面圖；
[0052]圖6為圖1中節(jié)點(diǎn)放大示意圖；
[0053]圖7CRD法施工工序示意圖；
[0054]圖8為本發(fā)明實(shí)施例的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系工藝流程圖；
[0055]其中:1 一方鋼約束混凝土拱架；2—方鋼約束混凝土拱架節(jié)點(diǎn)；3—壁后充填層；4一聞強(qiáng)錨桿；5—注衆(zhòng)錨桿；6—注衆(zhòng)錨索；7—縱向梁；8—鋼筋網(wǎng)；9一聞強(qiáng)聞韌性防滲漏膜；10—縱向梁錨桿；11一約束方鋼管；12—約束混凝土 ；13—圍巖；14一套筒；15—內(nèi)隔板；16—雙U形加強(qiáng)護(hù)板。
【具體實(shí)施方式】:
[0056]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0057]對(duì)于軟弱破碎圍巖隧道，一般采用臺(tái)階法、⑶法、CRD法和雙側(cè)壁導(dǎo)洞法進(jìn)行開挖。以CRD法為例，下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0058]如圖1-6所示，方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，主要包括:方鋼約束混凝土拱架1、拱架節(jié)點(diǎn)2、壁后充填層3、高強(qiáng)錨桿4、注漿錨桿5、注漿錨索6、縱向梁7、鋼筋網(wǎng)8、高強(qiáng)高韌性防滲漏膜9等組成。其特點(diǎn)是:注漿錨桿5、注漿錨索6所用注漿材料為早強(qiáng)型高韌性水泥或者其他化學(xué)注漿材料；方鋼約束混凝土拱架I為與隧道形狀一致的封閉式拱形結(jié)構(gòu)，其間隔一定距離布置，相鄰方鋼約束混凝土拱架I之間用縱向梁7連接，縱向梁7上設(shè)置有錨桿孔，縱向梁錨桿10穿過縱向梁7再錨入到圍巖13中；縱向梁錨桿10通過縱向梁7將方鋼約束混凝土拱架1、壁后充填層3與圍巖13形成一個(gè)立體支護(hù)體系，且能保證拱架I與圍巖13緊密接觸并使拱架I承受均勻壓力。其中，方鋼約束混凝土拱架I為由截面形狀為方形的約束方鋼管11內(nèi)部填充鋼纖維混凝土或普通混凝土 12組成的構(gòu)件；單榀方鋼約束混凝土拱架I由6節(jié)約束鋼管類材料通過節(jié)點(diǎn)2連接而成；拱架節(jié)點(diǎn)具體連接方式為:首先在節(jié)點(diǎn)處方鋼管內(nèi)側(cè)提前焊接好內(nèi)隔板15，并用套筒14將拱架I進(jìn)行連接，待套筒14安裝完畢后，在套筒外側(cè)施加雙U形加強(qiáng)護(hù)板16，以增加拱架節(jié)點(diǎn)2剛度與強(qiáng)度，防止節(jié)點(diǎn)2發(fā)生破壞；縱向梁7為箱型截面形狀的鋼梁，長(zhǎng)度與相鄰拱架間距一致，縱向梁7與拱架I之間具體連接方式為:相鄰方鋼拱架I對(duì)立側(cè)面靠近洞內(nèi)邊緣處焊接有縱向梁連接基座，基座開孔為橢圓形，并與縱向梁連接處開孔保持一致，縱向梁與基座之間通過螺栓連接。壁后充填層3是在縱向梁內(nèi)側(cè)掛設(shè)鋼筋網(wǎng)8，鋪設(shè)高強(qiáng)高韌性防滲漏膜9后，并充填具有膨脹特性可讓壓的化學(xué)材料或混凝土材料，具體可根據(jù)實(shí)際情況選擇，壁后充填過程應(yīng)遵循“由下而上”原則進(jìn)行充填；高強(qiáng)高韌性防滲漏膜是為了以防止壁后充填層充填施工時(shí)外漏。
[0059]方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，其施工流程可參見圖7-8，具體步驟為:
[0060]( I)開挖圍巖①，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第一道方鋼約束混凝土拱架。開挖圍巖①后，首先采取措施封閉隧道掌子面，安裝臨時(shí)支護(hù)；其次，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、施打普通錨桿，并初噴混凝土；第三，施打注漿錨桿與注漿錨索，并進(jìn)行注漿；第四，架設(shè)第一道方鋼約束混凝土拱架，并施打鎖棚錨桿；最后，應(yīng)施打下一階段超前支護(hù)。
[0061](2)開挖圍巖②，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第二道方鋼約束混凝土拱架，詳細(xì)工序同(I )。
[0062](3)開挖圍巖③，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第三道方鋼約束混凝土拱架，詳細(xì)工序同(I )。
[0063](4)開挖圍巖④，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第四道方鋼約束混凝土拱架，詳細(xì)工序同(I )。
[0064](5)施做底拱，完成約束混凝土拱架安裝。
[0065](6)安裝方鋼約束混凝土拱架縱向梁，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)并鋪設(shè)高強(qiáng)高韌性防滲漏膜后，補(bǔ)打縱向梁錨桿。
[0066]( 7 )進(jìn)行拱架約束鋼管類材料內(nèi)部混凝土填充。
[0067](8)進(jìn)行方鋼約束混凝土拱架壁后充填。
[0068](9)完成方鋼約束混凝土拱架高強(qiáng)支護(hù)體系的安裝。
[0069]本發(fā)明該種適用于軟弱破碎圍巖的隧道方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，其具體拱架分段數(shù)可由隧道的具體開挖方法決定，拱架間距、縱向梁布置密度以及錨桿、注漿錨索間排距等參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。
[0070]由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實(shí)質(zhì)或必要特征的實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)。因此，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。
【權(quán)利要求】
1.方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，其特征是，包括高強(qiáng)錨桿、注漿錨桿、注漿錨索及多個(gè)方鋼約束混凝土拱架，相鄰方鋼約束混凝土拱架之間用縱向梁連接，縱向梁上設(shè)置有錨桿孔，縱向梁錨桿通過錨桿孔穿過縱向梁再錨入到圍巖中，方鋼約束混凝土拱架與圍巖之間設(shè)有壁后充填層，縱向梁錨桿將方鋼約束混凝土拱架、壁后充填層與隧道圍巖連接在一起； 所述高強(qiáng)錨桿、注漿錨桿、注漿錨索均在架設(shè)方鋼約束混凝土拱架之前進(jìn)行施打； 所述方鋼約束混凝土拱架為與隧道形狀一致的封閉式結(jié)構(gòu)； 所述方鋼約束混凝土拱架包括多段約束方鋼管，相鄰約束方鋼管之間通過方鋼約束混凝土拱架節(jié)點(diǎn)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，其特征是，所述約束方鋼管填充混凝土； 所述方鋼約束混凝土拱架節(jié)點(diǎn)包括焊接在方鋼管內(nèi)側(cè)的內(nèi)隔板及連接約束方鋼管的套筒，套筒外側(cè)設(shè)有雙U形加強(qiáng)護(hù)板。
3.如權(quán)利要求1所述的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，其特征是，所述縱向梁為箱型截面形狀的鋼梁。
4.如權(quán)利要求1所述的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，其特征是，所述相鄰方鋼約束混凝土拱架的對(duì)立側(cè)均設(shè)有縱向梁連接基座，縱向梁連接基座開孔與縱向梁連接處開孔一致，縱向梁與縱向梁連接基座之間通過螺栓連接。
5.如權(quán)利要求4所述的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，其特征是，所述縱向梁連接基座形狀為“L”形，縱向梁連接基座開孔為橢圓形。
6.如權(quán)利要求1所述的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，其特征是，所述壁后充填層包括掛設(shè)在縱向梁內(nèi)側(cè)的鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)上鋪設(shè)高強(qiáng)高韌性防滲漏膜，壁后充填層內(nèi)充填材料； 所述充填材料為混凝土材料。
7.如權(quán)利要求6所述的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系，其特征是，所述高強(qiáng)高韌性防滲漏膜每?jī)杉茕佋O(shè)一道，采用搭接的方式進(jìn)行連接； 所述方鋼約束混凝土拱架表面焊接有掛設(shè)鋼筋網(wǎng)的多個(gè)掛鉤； 所述注漿錨索為高強(qiáng)中空注漿錨索，注漿錨桿、注漿錨索與高強(qiáng)錨桿交替斷面布置。
8.如權(quán)利要求1所述的方鋼約束混凝土拱架壁后充填錨注支護(hù)體系的施工方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一:開挖隧道左上方第一部分圍巖，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第一道方鋼約束混凝土拱架； 步驟二:開挖隧道左下方第二部分圍巖，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第二道方鋼約束混凝土拱架； 步驟三:開挖隧道右上方第三部分圍巖，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第三道方鋼約束混凝土拱架； 步驟四:開挖隧道右上方第四部分圍巖，錨噴施工后，安裝注漿錨桿、注漿錨索并注漿，架設(shè)第四道方鋼約束混凝土拱架； 步驟五:施做底拱，完成約束混凝土拱架安裝；步驟六:安裝方鋼約束混凝土拱架縱向梁，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)并鋪設(shè)高強(qiáng)高韌性防滲漏膜后，補(bǔ)打縱向梁錨桿； 步驟七:方鋼約束混凝土拱架約束鋼管類材料內(nèi)部混凝土填充； 步驟八:方鋼約束混凝土拱架壁后充填； 步驟九:完成方鋼約束混凝土拱架高強(qiáng)支護(hù)體系的安裝。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是，所述方鋼約束混凝土拱架的具體施做過程:開挖圍巖后，首先采取措施封閉隧道掌子面，安裝臨時(shí)支護(hù)；其次，掛設(shè)鋼筋網(wǎng)、施打普通錨桿，并初噴混凝土 ；第三，施打注漿錨桿與注漿錨索，并進(jìn)行注漿；第四，架設(shè)方鋼約束混凝土拱架，并施打鎖 棚錨桿；最后，施打下一階段超前支護(hù)。
【文檔編號(hào)】E21D21/00GK103615273SQ201310647057
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】李術(shù)才, 王 琦, 郭小紅, 王洪濤, 王德超, 李為騰, 王新, 邵行 申請(qǐng)人:山東大學(xué)