[发明专利]一种非对称岔洞支护结构及其施工方法

说明书

技术领域

本发明属于地下工程建设领域，具体涉及一种非对称岔洞支护结构及其施工方法。

背景技术

目前的隧洞建设工程中，如有需要开挖非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非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非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：一种非对称岔洞支护结构，包括主洞、在主洞侧壁上分叉连通的支洞，在支洞内，从支洞一侧壁到另一侧壁横跨设有完整的第一型钢拱架；

在支洞与主洞交界线处沿交线方向设有单独的一榀第二型钢拱架；

在主洞内、位于主洞与支洞交叉口处设有半拱形第三型钢拱架；

在主洞内，每一榀第三型钢拱架的非顶拱端固定于主洞的底板上，每一榀第三型钢拱架的顶部均通过锚杆与围岩固定连接，每一榀第三型钢拱架的顶拱端均与第二型钢拱架垂直固定连接；

在主洞内、处于主洞与支洞交叉口范围之外的区域，从主洞一侧壁到另一侧壁横跨设有完整的第四型钢拱架。

上述方案采用第三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非对称岔洞成为可能。

进一步的，所述第一型钢拱架、第二型钢拱架、第三型钢拱架、第四型钢拱架的顶部与围岩之间均喷有混凝土；

每一榀第二型钢拱架的顶部通过锚杆与围岩固定连接。

具体的，所述第一型钢拱架、第二型钢拱架、第三型钢拱架、第四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与工字钢底部翼缘焊接。

每一榀第三型钢拱架的顶拱端的翼缘均与第二型钢拱架的翼缘通过连接板螺栓连接。

一般情况下，所述支洞与主洞之间存在夹角，所述第一型钢拱架呈辐射状设置；

第三型钢拱架和第四型钢拱架垂直于主洞轴线布置。

优选的，每一榀第三型钢拱架的非顶拱端均设有底座，通过底座支撑固定于主洞底板上。

相应的，本发明还提供一种非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）开挖支洞，开挖成型后做挂网及初喷混凝土支护；

（b）在支洞内，从支洞一侧壁到另一侧壁横跨架设完整的第一型钢拱架，直至支洞与主洞的交叉口处，并同时在第一型钢拱架与支洞洞壁之间复喷混凝土；

（c）在支洞与主洞的交叉口交界线处沿交线方向架设单独的一榀第二型钢拱架，然后将锚杆一端插入混凝土直至支洞顶围岩内、另一端与第二型钢拱架顶部焊接；

（d）开挖主洞，开挖成型后做挂网及初喷混凝土支护；

（e）在主洞内、位于主洞与支洞交叉口范围内架设第三型钢拱架，每一榀第三型钢拱架的非顶拱端固定于主洞的底板上；并将每一榀第三型钢拱架的顶拱端均与第二型钢拱架垂直固定连接；同时，在第三型钢拱架与主洞洞壁之间复喷混凝土，然后将锚杆一端插入混凝土直至主洞顶围岩内、另一端与第三型钢拱架顶部焊接；

（f）在主洞内、处于主洞与支洞交叉口之外的区域，从主洞一侧壁到另一侧壁横跨架设完整的第四型钢拱架，并同时在第四型钢拱架与主洞洞壁之间复喷混凝土，；

上述步骤的施工顺序为（a）—（b）—（c）—（d）—（e）—（f），或（d）—（c）—（e）—（f）—（a）—（b）；其中步骤（e）和步骤（f）的先后顺序可以调换。

进一步的，所述第一型钢拱架、第二型钢拱架、第三型钢拱架、第四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与工字钢底部翼缘焊接。

步骤（e）中，每一榀第三型钢拱架的顶拱端与第二型钢拱架垂直固定连接时，是将两者的翼缘通过连接板螺栓连接。

所述支洞与主洞之间存在夹角，步骤（b）中第一型钢拱架呈辐射状设置；

步骤（e）～（f）中，第三型钢拱架和第四型钢拱架垂直于主洞轴线布置。

步骤（e）中，每一榀第三型钢拱架非顶拱端均设有底座，通过底座支撑固定于主洞底板上。