[实用新型]富水软弱围岩隧道初期支护用钢拱架支撑结构

说明书

本实用新型公开了一种富水软弱围岩隧道初期支护用钢拱架支撑结构，包括多榀型钢拱架和多个拱架连接结构，型钢拱架均包括一榀拱墙钢拱架、一个支撑于上部钢拱架中部正下方的竖向临时支撑柱和一个隧道仰拱支架；拱架连接结构包括多道连接于相邻两榀拱墙钢拱架之间的型钢。本实用新型结构简单、设计合理且支设简便、使用效果好，前后相邻两榀型钢拱架之间通过由多道型钢组成的拱架连接结构紧固连接，能有效抵抗隧道轴向外力，并能有效增强隧道初支的支护强度，有效增强所施工成型隧道初支的三维约束能力；同时，每榀型钢拱架的顶部下方均设置有一个竖向临时支撑柱，拆装简便，并且能有效提高型钢拱架中部的支撑强度，进一步提高支护效果。

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种富水软弱围岩隧道初期支护用钢拱架支撑结构。

背景技术

近年来，正在修建及规划的铁路隧道、公路隧道、城市地铁等地下工程中，软岩隧道(也称软弱围岩隧道)占有很高的比例，而且隧道的长度和跨度也越来越大，大量隧道还处于特殊地质中，如具有大孔隙结构的黄土、富水的全强风化花岗岩、富水断层破碎带、碎屑流地层、砂卵石地层及松散的堆积体等。在这些地层中修建大断面、大跨隧道极为困难，施工中常常出现塌方现象。其中，断层破碎带是指断层两盘相对运动，相互挤压，使附近的岩石破碎，形成与断层面大致平行的破碎带，简称断裂带。穿越断层破碎带的软弱围岩隧道施工难度非常大，尤其是当所处地层为富水地层时，所穿越的断层破碎带为富水断层带，岩体破碎为地下水的赋存与富集提供了更有利条件，极易出现隧道泥石流、碎屑流、滑坡等突涌现象，给隧道工程带来了极强的破坏，施工难度非常大。因而，当隧道穿越断层内富含地下水时，岩体多为碎屑岩，在高水压作用下，掌子面极易突发涌水、涌泥等地质灾害，施工风险高，施工难度大且施工进度慢。

实际对穿越断层破碎带的富水软弱围岩隧道进行开挖时，需采用台阶法进行开挖。台阶法是指先开挖隧道上部断面(上台阶)，上台阶超前一定距离后开始开挖下部断面(下台阶，也称隧道上部洞体)，上下台阶同时并进的施工方法。采用台阶法对富水软弱围岩隧道进行开挖时，由于开挖断面分块较多，施工难度大且施工风险高，必须及时设置合理的支撑结构，一方面防止后续开挖区域坍塌，另一方面对已开挖成型洞体进行有效支护，以确保施工安全。

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，提供一种富水软弱围岩隧道初期支护用钢拱架支撑结构，其结构简单、设计合理且支设简便、使用效果好，前后相邻两榀型钢拱架之间通过由多道型钢组成的拱架连接结构紧固连接，使多榀型钢拱架连接形成结构稳固的纵向支撑结构，能有效抵抗隧道轴向外力，并能有效增强隧道初支的支护强度，防止隧道初支因纵向变形过大发生变形、倾倒等问题，有效增强所施工成型隧道初支的三维约束能力；同时，每榀型钢拱架的顶部下方均设置有一个竖向临时支撑柱，拆装简便，并且能有效提高型钢拱架中部的支撑强度，进一步提高支护效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种富水软弱围岩隧道初期支护用钢拱架支撑结构，其特征在于：包括多榀对所施工隧道进行全断面支护的型钢拱架和多个沿隧道纵向延伸方向由后向前布设的拱架连接结构，多榀所述型钢拱架的结构均相同且其沿隧道纵向延伸方向由后向前布设，多榀所述型钢拱架呈均匀布设，每榀所述型钢拱架均位于所施工隧道的一个隧道横断面上；

所施工隧道的隧道洞包括上部洞体和位于所述上部洞体正下方的下部洞体，所述上部洞体分为预留核心土区域洞体和位于预留核心土区域洞体外侧的上部周侧洞体；