CN107313790A - 一种对称岔洞支护结构及其施工方法 - Google Patents

一种对称岔洞支护结构及其施工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种对称岔洞支护结构，包括主洞、第一支洞和第二支洞，在第一支洞内设有半拱形第一型钢拱架，在第二支洞内设有半拱形第二型钢拱架；第一型钢拱架的每一榀与第二型钢拱架的每一榀呈一一对应的关系，且一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架；第一型钢拱架和第二型钢拱架的设置区域从第一支洞、第二支洞与主洞的接驳处至岔洞的岔裆处。本发明设计的对称岔洞支护结构，使得在地质条件差的地段开挖岔洞成为可能。采用型钢拱架支护的形式，布置简单、施工方便，达到了很好的支护效果。

Description

一种对称岔洞支护结构及其施工方法
技术领域
本发明属于地下工程建设领域，具体涉及一种对称岔洞支护结构及其施工方法。
背景技术
目前的隧洞工程建设中，如有需要开挖对称岔洞，一般会选择地质条件好的地段进行开挖，尽量绕开地质条件差的地段，以利于保证洞室围岩稳定。在地质条件好的地段开挖岔洞，一般只需要采取喷锚支护即可维持围岩稳定。
但是，在实际工程中不可避免的会存在需要在地质条件差的位置开挖岔洞的情况，这种情况下传统的锚喷支护难以保证围岩稳定，无法满足工程的实际要求，因此需要一种能够对地质条件差的地段开挖对称岔洞进行支护的结构及施工方法。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种能够对地质条件差的地段所开挖的对称岔洞进行支护的结构及施工方法。
本发明解决问题的技术方案是：一种对称岔洞支护结构，包括主洞、与主洞连通的第一支洞和第二支洞，且第一支洞与第二支洞沿主洞轴线对称，在第一支洞内设有半拱形第一型钢拱架，在第二支洞内设有半拱形第二型钢拱架；
在第一支洞内，每一榀第一型钢拱架的非顶拱端固定于第一支洞的底板上，每一榀第一型钢拱架的顶部均通过锚杆与围岩固定连接；
在第二支洞内，每一榀第二型钢拱架的非顶拱端固定于第二支洞的底板上，每一榀第二型钢拱架的顶部均通过锚杆与围岩固定连接；
第一型钢拱架的每一榀与第二型钢拱架的每一榀呈一一对应的关系，且一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架；
所述第一型钢拱架和第二型钢拱架的设置区域从第一支洞、第二支洞与主洞的接驳处至岔洞的岔裆处。
上述方案采用第一型钢拱架和第二型钢拱架连接的形式，克服了主洞和支洞交叉口支护的问题，使得在地质条件差的地段设置对称岔洞成为可能。
进一步的，所述第一型钢拱架、第二型钢拱架的顶部与围岩之间均喷有混凝土。
具体的，所述第一型钢拱架、第二型钢拱架所用的型钢为工字钢，所述锚杆下端折弯成L形，锚杆下端折弯的水平部分与工字钢底部翼缘焊接。
每一榀第一型钢拱架自由端的端部均设有第一连接板，每一榀第二型钢拱架自由端的端部均设有第二连接板，第一连接板与第二连接板螺栓连接，从而使得第一型钢拱架与第二型钢拱架的每一榀一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架。
优选的，每一榀第一型钢拱架和第二型钢拱架均垂直于岔洞分岔角的角平分线设置。采用这种布置方式是结构最简单，施工最方便的型钢拱架布置形式。
为增加第一型钢拱架和第二型钢拱架支撑的稳定性，所述第一型钢拱架和第二型钢拱架的非顶拱端均设有底座，通过底座支撑固定于底板上。
相应的，本发明还提供一种对称岔洞支护结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
（a）从主洞向第一支洞开挖，开挖成型后做挂网及初喷混凝土支护；
（b）从第一支洞、第二支洞与主洞的接驳处至岔洞的岔裆处，将第一型钢拱架的非顶拱端固定于第一支洞的底板，将多根锚杆一端***围岩固定、另一端与第一型钢拱架的顶部固定连接；
（c）开挖另一侧的第二支洞，开挖成型后做挂网及初喷混凝土支护；
（d）将第二型钢拱架的非顶拱端固定于第二支洞的底板，将第二型钢拱架的每一榀与第一型钢拱架的每一榀一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架；然后，将多根锚杆一端***围岩固定、另一端与第二型钢拱架的顶部固定连接。
进一步的，步骤（b）中，施加锚杆之前，先在第一型钢拱架与第一支洞洞壁之间复喷混凝土；
步骤（d）中，施加锚杆之前，先在第二型钢拱架与第二支洞洞壁之间复喷混凝土；
所述第一型钢拱架、第二型钢拱架所用的型钢为工字钢，步骤（b）和（d）中，所施加的锚杆下端折弯成L形，锚杆下端折弯的水平部与工字钢底部翼缘焊接。
步骤（b）和（d）中，每一榀第一型钢拱架和第二型钢拱架均垂直于岔洞分岔角的角平分线设置。
所述第一型钢拱架和第二型钢拱架的非顶拱端均焊接有底座，通过底座支撑固定于底板上。
本发明设计的对称岔洞支护结构，使得在地质条件差的地段开挖岔洞成为可能。采用型钢拱架支护的形式，布置简单、施工方便，达到了很好的支护效果。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为对称岔洞型钢拱架平面布置示意图。
图2为型钢拱架剖面图。
图3为型钢拱架对接处详图。
图中：1-第一型钢拱架，2-岔洞分岔角，3-主洞，4-第一支洞，5-第二支洞，6-第二型钢拱架，7-锚杆,8-岔裆,9-混凝土,10-翼缘,11-第一连接板,61-第二连接板。
具体实施方式
如图1～3所示，一种对称岔洞支护结构，包括主洞3、与主洞3连通的第一支洞4和第二支洞5，且第一支洞4与第二支洞5沿主洞3轴线对称。
在第一支洞4内设有半拱形第一型钢拱架1，在第二支洞5内设有半拱形第二型钢拱架6。
在第一支洞4内，每一榀第一型钢拱架1的非顶拱端固定于第一支洞4的底板上，每一榀第一型钢拱架1的顶部均通过锚杆7与围岩固定连接。
在第二支洞5内，每一榀第二型钢拱架6的非顶拱端固定于第二支洞5的底板上，每一榀第二型钢拱架6的顶部均通过锚杆7与围岩固定连接。
第一型钢拱架1的每一榀与第二型钢拱架6的每一榀呈一一对应的关系，且一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架。
所述第一型钢拱架1和第二型钢拱架6的设置区域从第一支洞4、第二支洞5与主洞3的接驳处至岔洞的岔裆8处。
所述第一型钢拱架1、第二型钢拱架6的顶部与围岩之间均喷有混凝土9。
所述第一型钢拱架1、第二型钢拱架6所用的型钢为工字钢，所述锚杆7下端折弯成L形，锚杆7下端折弯的水平部分与工字钢底部翼缘10焊接。
每一榀第一型钢拱架1自由端的端部均设有第一连接板11，每一榀第二型钢拱架6自由端的端部均设有第二连接板61，第一连接板11与第二连接板61螺栓连接，从而使得第一型钢拱架1与第二型钢拱架6的每一榀一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架。
每一榀第一型钢拱架1和第二型钢拱架6均垂直于岔洞分岔角2的角平分线设置。
所述第一型钢拱架1和第二型钢拱架6的非顶拱端均设有底座，通过底座支撑固定于底板上。
相应的，本实施例还提供一种对称岔洞支护结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
（a）从主洞3向第一支洞4开挖，开挖成型后做挂网及初喷混凝土支护。
（b）从第一支洞4、第二支洞5与主洞3的接驳处至岔洞的岔裆8处，将第一型钢拱架1的非顶拱端固定于第一支洞4的底板。在第一型钢拱架1与第一支洞4洞壁之间复喷混凝土，然后将多根L形锚杆7一端***围岩固定、另一端折弯成水平的部分与第一型钢拱架1底部翼缘10焊接。
（c）开挖另一侧的第二支洞5，开挖成型后做挂网及初喷混凝土支护。
（d）将第二型钢拱架6的非顶拱端固定于第二支洞5的底板，将第二型钢拱架6的每一榀与第一型钢拱架1的每一榀一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架。在第二型钢拱架6与第二支洞5洞壁之间复喷混凝土，然后，将多根L形锚杆7一端***围岩固定、另一端折弯成水平的部分与第二型钢拱架6底部翼缘10焊接。
每一榀第一型钢拱架1和第二型钢拱架6均垂直于岔洞分岔角2的角平分线设置。
所述第一型钢拱架1和第二型钢拱架6的非顶拱端均焊接有底座，通过底座支撑固定于底板上。

Claims (10)

1.一种对称岔洞支护结构，包括主洞（3）、与主洞（3）连通的第一支洞（4）和第二支洞（5），且第一支洞（4）与第二支洞（5）沿主洞（3）轴线对称，其特征在于：在第一支洞（4）内设有半拱形第一型钢拱架（1），在第二支洞（5）内设有半拱形第二型钢拱架（6）；
在第一支洞（4）内，每一榀第一型钢拱架（1）的非顶拱端固定于第一支洞（4）的底板上，每一榀第一型钢拱架（1）的顶部均通过锚杆（7）与围岩固定连接；
在第二支洞（5）内，每一榀第二型钢拱架（6）的非顶拱端固定于第二支洞（5）的底板上，每一榀第二型钢拱架（6）的顶部均通过锚杆（7）与围岩固定连接；
第一型钢拱架（1）的每一榀与第二型钢拱架（6）的每一榀呈一一对应的关系，且一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架；
所述第一型钢拱架（1）和第二型钢拱架（6）的设置区域从第一支洞（4）、第二支洞（5）与主洞（3）的接驳处至岔洞的岔裆（8）处。
2.根据权利要求1所述的对称岔洞支护结构，其特征在于：所述第一型钢拱架（1）、第二型钢拱架（6）的顶部与围岩之间均喷有混凝土（9）。
3.根据权利要求2所述的对称岔洞支护结构，其特征在于：所述第一型钢拱架（1）、第二型钢拱架（6）所用的型钢为工字钢，所述锚杆（7）下端折弯成L形，锚杆（7）下端折弯的水平部分与工字钢底部翼缘（10）焊接。
4.根据权利要求3所述的对称岔洞支护结构，其特征在于：每一榀第一型钢拱架（1）自由端的端部均设有第一连接板（11），每一榀第二型钢拱架（6）自由端的端部均设有第二连接板（61），第一连接板（11）与第二连接板（61）螺栓连接，从而使得第一型钢拱架（1）与第二型钢拱架（6）的每一榀一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架。
5.根据权利要求1所述的对称岔洞支护结构，其特征在于：每一榀第一型钢拱架（1）和第二型钢拱架（6）均垂直于岔洞分岔角（2）的角平分线设置。
6.根据权利要求1所述的对称岔洞支护结构，其特征在于：所述第一型钢拱架（1）和第二型钢拱架（6）的非顶拱端均设有底座，通过底座支撑固定于底板上。
7.一种如权利要求1所述对称岔洞支护结构的施工方法，其特征在于包括如下步骤：
（a）从主洞（3）向第一支洞（4）开挖，开挖成型后做挂网及初喷混凝土支护；
（b）从第一支洞（4）、第二支洞（5）与主洞（3）的接驳处至岔洞的岔裆（8）处，将第一型钢拱架（1）的非顶拱端固定于第一支洞（4）的底板，将多根锚杆（7）一端***围岩固定、另一端与第一型钢拱架（1）的顶部固定连接；
（c）开挖另一侧的第二支洞（5），开挖成型后做挂网及初喷混凝土支护；
（d）将第二型钢拱架（6）的非顶拱端固定于第二支洞（5）的底板，将第二型钢拱架（6）的每一榀与第一型钢拱架（1）的每一榀一一对应对接固定，形成完整的拱门形的型钢拱架；然后，将多根锚杆（7）一端***围岩固定、另一端与第二型钢拱架（6）的顶部固定连接。
8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：步骤（b）中，施加锚杆（7）之前，先在第一型钢拱架（1）与第一支洞（4）洞壁之间复喷混凝土；
步骤（d）中，施加锚杆（7）之前，先在第二型钢拱架（6）与第二支洞（5）洞壁之间复喷混凝土；
所述第一型钢拱架（1）、第二型钢拱架（6）所用的型钢为工字钢，步骤（b）和（d）中，所施加的锚杆（7）下端折弯成L形，锚杆（7）下端折弯的水平部与工字钢底部翼缘（10）焊接。
9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：步骤（b）和（d）中，每一榀第一型钢拱架（1）和第二型钢拱架（6）均垂直于岔洞分岔角（2）的角平分线设置。
10.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述第一型钢拱架（1）和第二型钢拱架（6）的非顶拱端均焊接有底座，通过底座支撑固定于底板上。
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