[实用新型]高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架

说明书

技术领域

本实用新型属于隧道支护技术领域，尤其是涉及一种高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架。 

背景技术

随着我国铁路公路建设的不断发展，隧道工程已向长大深埋方向发展，特别是穿越高地应力区且地质环境恶劣的软弱围岩，施工极易出现松弛大变形。在山岭深埋隧道施工设计中，一般只考虑了与埋深无关的松弛压力，但在高地应力作用下的软弱围岩还需考虑“蠕变压力”作用，此状态下软弱围岩自稳能力差，成洞后易发生挤压大变形，严重破坏隧道支护体系，尤其在深埋或地下水等因素影响下，常规的支护方法不能有效遏制其变形发展。目前，国内外尚未建立高地应力软岩地质条件下的隧道控制软弱围岩大变形机理及处理对策的理论研究和施工处理体系。因此，现如今缺少一种结构简单、设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好的高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，能有效控制高地应力段中、高烈度岩爆和软岩挤压大变形，大幅度增大了高地应力软岩隧道施工过程的安全性。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其结构简单、设计合理、加工制作及安装简单且使用操作简便、使用效果好，能在围岩作用下发生相应变形，且不能发生变形后转换为抗压与抗扭能力均非常高的刚性支架。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征在于：包括一个布设在所施工软岩隧道拱顶的拱顶弧形梁、两个对称布设在拱顶弧形梁左右两侧下方的拱腰弧形梁、两个对称布设在拱腰弧形梁左右两侧下方的立柱弧形梁和一个连接于两个所述立柱弧形梁之间的底部弧形梁，所述拱顶弧形梁布设在底部弧形梁的正上方；所述拱顶弧形梁、拱腰弧形梁、立柱弧形梁和底部弧形梁均为U型钢；所述拱顶弧形梁、两个所述拱腰弧形梁、两个所述立柱弧形梁和底部弧形梁拼装组成一个对所施工软岩隧道进行全断面支护的全断面支护结构，所述全断面支护结构的结构和尺寸均与所支护位置处所施工软岩隧道的断面结构和尺寸一致。 

上述高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征是：所述拱顶弧形梁与拱腰弧形梁之间的连接处、拱腰弧形梁与立柱弧形梁之间的连接处以及立柱弧形梁与底部弧形梁之间的连接处均设置有锚入岩层内的锁脚锚杆。 

上述高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征是：所述拱腰弧形梁与立柱弧形梁之间以及所述立柱弧形梁与底部弧形梁之间均通过多个卡箍进行连接。 

上述高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征是：所述拱顶弧形梁与两个所述拱腰弧形梁之间均通过可拆卸连接结构进行连接，所述可拆卸连接结构包括两块呈平行布设的连接钢板，两块所述连接钢板之间通过多个连接螺栓进行紧固连接，且两个所述连接钢板上均开有多个分别供多个所述连接螺栓安装的螺栓孔；所述拱顶弧形梁的左右两端以及两个所述拱腰弧形梁的上端均设置有一块连接钢板。 

上述高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征是：所述卡箍包括U字形钢板和安装在U字形钢板上的高强螺栓，所述高强螺栓为摩擦型高强度螺栓；所述拱腰弧形梁与立柱弧形梁之间的连接端以及立柱弧形梁与底部弧形梁之间的连接端均紧箍在U字形钢板与所述高强螺栓之 间。 

上述高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征是：所述高强螺栓包括扣装在U字形钢板上的U型螺栓和两个分别安装在U型螺栓两端的螺母，所述U字形钢板的左右两端分别安装供U型螺栓安装的螺栓安装孔。 

上述高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征是：所述拱腰弧形梁由多个弧形梁一连接组成，所述底部弧形梁由多个弧形梁二连接组成；相邻两个所述弧形梁一之间通过可拆卸连接结构进行连接，相邻两个所述弧形梁二之间通过多个所述卡箍进行连接。 

上述高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征是：所述拱顶弧形梁和两个所述拱腰弧形梁的半径均相同且三者组成一个半圆形拱；所述立柱弧形梁的半径小于拱腰弧形梁的半径，且立柱弧形梁与拱腰弧形梁相内切；所述底部弧形梁的半径大于拱腰弧形梁的半径，且底部弧形梁与立柱弧形梁相内切。 

上述高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征是：所述拱腰弧形梁与立柱弧形梁之间以及所述立柱弧形梁与底部弧形梁之间的搭接长度不小于5cm。 

上述高地应力软岩隧道施工用可伸缩U型钢支架，其特征是：所述拱顶弧形梁和两个所述拱腰弧形梁的半径均为6.21m，两个所述立柱弧形梁的半径均为2.71m，所述底部弧形梁的半径为9.21m。