[发明专利]一种软岩挤压型大变形隧道拱架锁固结构及方法

说明书

本发明涉及隧道施工领域，特别是一种软岩挤压型大变形隧道拱架锁固结构及方法。本发明提供的软岩挤压型大变形隧道拱架锁固结构包括拱腰锚固件和竖向拱脚锚固件；拱腰锚固件在拱架的拱腰处与拱架相连，竖向拱脚锚固件在拱架的拱脚处与拱架相连。软岩挤压型大变形隧道拱架锁固方法包括以下步骤：a.在拱架的拱脚处连接竖向拱脚锚固件，使竖向拱脚锚固件与隧道的高度方向的夹角范围为20°到40°；b.在拱架的拱腰处连接竖向拱脚锚固件，使拱腰锚固件与拱腰的切线方向的夹角范围为80°到100°。本发明提供的软岩挤压型大变形隧道拱架锁固结构及方法能够适应软岩大变形隧道的变形特点，具有更高的连接强度和抗变形能力。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，特别是一种软岩挤压型大变形隧道拱架锁固结构及方法。

背景技术

常规隧道通常在上台阶拱脚处设置锁脚锚杆或锚管对钢拱架进行锚固，锚杆或锚管通常与隧道中的水平方向夹角为20°到40°，长度为3m到4.5m，锚杆或锚管与钢拱架采用“L”型钢筋单缝焊接。

软岩挤压型大变形隧道围岩压力大，变形量大，现有技术中没有针对软岩挤压性大变形隧道专门设计的锁固方法。而常规锚固方式对该类隧道变形的适应性不强，控制变形能力较弱。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种软岩挤压型大变形隧道拱架锁固结构及方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种软岩挤压型大变形隧道拱架锁固结构，用于锁固拱架，包括拱腰锚固件和竖向拱脚锚固件；

拱腰锚固件在拱架的拱腰处与拱架相连，竖向拱脚锚固件在拱架的拱脚处与拱架相连。

根据软岩挤压型大变形隧道的变形特点，在拱架的拱腰处设置拱腰锚固件，从而能够有效抵抗拱腰部位隧道变形。

作为本发明的优选方案，竖向拱脚锚固件与隧道的高度方向的夹角范围为20°到40°。

拱脚处的锚固件与隧道的高度方向的夹角设置为20°到40°，能够充分发挥竖向支撑作用，有效防止隧道的下沉。

作为本发明的优选方案，拱脚处还设有水平向拱脚锚固件，水平向拱脚锚固件与隧道的高度方向的夹角范围为80°到90°。

在拱脚处设置水平向拱脚锚固件，能够有效防止拱脚的收敛。

作为本发明的优选方案，拱腰锚固件与拱架在拱腰处的切线方向的夹角范围为80°到100°。

拱腰锚固件与拱腰的切线方向的夹角范围为80°到100°，其能够适应隧道的变形特点，从而提供稳定的支撑力。

作为本发明的优选方案，还包括角钢，拱腰锚固件与拱架通过角钢双缝焊接相连，竖向拱脚锚固件与拱架通过角钢双缝焊接相连。

现有的拱架和锚杆的连接方式为“L型钢筋”单缝焊，其连接强度不够，因此，针对软岩挤压型大变形隧道，采用角钢双缝焊连接锚固件和拱架，从而保证了软岩挤压型大变形隧道拱架锁固结构的变形强度。

一种软岩挤压型大变形隧道拱架锁固方法，包括以下步骤：

a.在拱架的拱脚处连接竖向拱脚锚固件，使竖向拱脚锚固件与隧道的高度方向的夹角范围为20°到40°，竖向拱脚锚固件远离拱架的一端插入隧道内壁；

b.在拱架的拱腰处连接拱腰锚固件，使拱腰锚固件与拱腰的切线方向的夹角范围为80°到100°，拱腰锚固件远离拱架的一端插入隧道内壁。

本发明提供的软岩挤压型大变形隧道拱架锁固方法，能够适应软岩挤压型大变形隧道的变形特点，在拱腰和拱脚处同时提供支撑，且选用了较佳的外插角度，有效发挥锚固件的锁固能力。