[实用新型]一种黄土隧道支护系统

说明书

本实用新型公开了一种黄土隧道支护系统，包括若干个紧密排列的组合结构拱架，每个组合结构拱架均包括翼板和空心管，空心管安装在翼板内侧，在空心管内灌注有管内混凝土；相邻的组合结构拱架之间灌注有模筑混凝土；组合结构拱架沿环向分为拱顶支架、拱腰支架、拱脚支架和拱底支架，各支架采用承插式连接，连接紧密无缝隙。组合结构拱架、管内混凝土和模筑混凝土三部分共同作用，提高了隧道初期支护的承载能力。该支护系统结合了钢材与混凝土的优点，能够有效地使二者合二为一，形成具有更高刚度和高强度的组合结构，混凝土由于受到钢材的包裹，使其处于三向受压状态，更有利于强度的发挥。

技术领域

本实用新型属于隧道支护结构技术领域，尤其涉及一种黄土隧道支护系统。

背景技术

黄土隧道现阶段常用的初期支护结构形式为型钢拱架和喷射混凝土，但是支护时仍存在支护强度不足、支护强度无法快速提供的问题。因此，在国内不少黄土隧道中都出现了拱架扭曲、断裂，喷射混凝土开裂，地表塌陷、洞内塌方的情况。

这个问题主要体现在：(1)设计原因。深、浅埋分界深度界定不清；初支、二衬荷载分配比例难以明确；(2)施工原因。施工复杂、工序繁多，开挖、立架、喷射混凝土等工序存在相互干扰，无法同时进行，支护结构强度形成较慢，难以做到“强支护”、“快成环”。同时，施工质量也难以保证，拱架间螺栓难以全部连接，喷射混凝土与拱架连接粘结性差，特别在一些不良地质段，喷射混凝土难以完成，即便完成强度也难以形成。

因此，高强支护结构对于黄土隧道的安全施工非常必要，尤其在黄土隧道处于急剧变形阶段，及早的限制其形变量对于大变形的控制尤为重要，也是防止围岩应力状态恶化的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种黄土隧道支护系统，解决了黄土隧道早期支护强度不足、支护强度无法快速提供的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

一种黄土隧道支护系统，包括若干个紧密排列的组合结构拱架，每个组合结构拱架均包括翼板和空心管，空心管安装在翼板内侧，在空心管内灌注有管内混凝土；相邻的组合结构拱架之间灌注有模筑混凝土；

空心管上预设有注浆孔。

进一步，组合结构拱架沿环向分为拱顶支架、拱腰支架、拱脚支架和拱底支架；

拱顶支架和拱底支架相对设置，拱腰支架对称设置于拱顶支架两端，拱脚支架对称设置于拱底支架两端，拱腰支架一端与拱顶支架连接，另一端与拱脚支架的一端连接，拱脚支架的另一端与拱底支架连接；

拱顶支架与拱腰支架、拱腰支架与拱脚支架及拱脚支架与拱底支架均采用承插式连接。

进一步，拱顶支架包括拱顶翼板和拱顶空心管，拱顶空心管固定在拱顶翼板内侧；

拱腰支架包括拱腰翼板和拱腰空心管，拱腰空心管固定在拱腰翼板内侧；

拱脚支架包括拱脚翼板和拱脚空心管，拱脚空心管固定在拱脚翼板内侧；

拱底支架包括拱底翼板和拱底空心管，拱底空心管固定在拱底翼板内侧。

进一步，拱顶空心管与拱腰空心管、拱腰空心管与拱脚空心管及拱脚空心管与拱底空心管均通过管承口和管插口环向连接。

进一步，拱顶空心管两端采用管承口；拱腰空心管和拱脚空心管一端采用管承口，另一端采用管插口；拱底空心管两端采用管插口。

进一步，注浆孔预设在拱脚空心管上。

进一步，在拱顶翼板上预设有排气孔。

进一步，空心管采用矩形管、方形管或多边形管。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：