[实用新型]在软弱土层隧道内架设的预制垫块连梁结构

说明书

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及到一种在软弱土层隧道内架设的预制垫块连梁结构，包括首尾连接的若干预制混凝土垫块，所述预制混凝土垫块包括两对称的混凝土垫块，两混凝土垫块之间通过支撑钢构件连接在一起，支撑钢构件上方固定连接钢板；所述混凝土垫块上预留若干锁脚导管导向孔；所述混凝土垫块外表面凿毛。本发明预制垫块连梁结构解决了沉降等安全问题，效果显著，可操作性强，经济效益和社会效益显著。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及到一种在软弱土层隧道内架设的预制垫块连梁结构。

背景技术

在隧道等地下空间施工过程中，特别是在软弱土层隧道中施工，因为地层承载力达不到设计要求，隧道初期支护拱架安装后拱脚着力于软弱土层上，拱脚地基承载力不够。针对上述问题，常规施工中多用砖头、石块、木板、钢板等当做垫块，施工很不规范，不能很好的解决沉降问题。上中台阶及中下台阶拱脚受力不稳定，是诱发隧道初期支护失稳的主要原因。特别上中台阶拱架节点位置，是整个隧道初期支护受力的薄弱点，尤其在软弱隧道土层中，如果此节点不能采取有效措施进行加强处理，隧道会引发较大沉降及洞内收敛变形，严重时会引发初支钢拱架变形侵入隧道空间界限内，如果变形不能及时控制会持续沉降引起地面塌陷造成严重的后果，因此如何解决拱架脚部承载力的问题，并且增加上中台阶连接处结构强度是现在急需解决的问题。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供一种在软弱土层隧道内架设的预制垫块连梁结构及施工方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种在软弱土层隧道内架设的预制垫块连梁结构，包括首尾连接的若干预制混凝土垫块，所述预制混凝土垫块包括两对称的混凝土垫块，两混凝土垫块之间通过支撑钢构件连接在一起，支撑钢构件上方固定连接钢板，连接钢板通过螺栓与钢拱架连接，所述支撑钢构件的下表面与混凝土垫块的下表面齐平，连接钢板的上表面与混凝土垫块的上表面齐平；所述预制混凝土垫块的长度与钢拱架设计分段长度一致，宽度与初期支护喷射混凝土厚度一致；所述混凝土垫块上预留若干锁脚导管导向孔；所述混凝土垫块外表面凿毛。

所述预制混凝土垫块两端分别设有匹配的凹结构和凸结构，预制混凝土垫块之间通过凹结构和凸结构插接在一起。

所述预制混凝土垫块连接处设有斜穿两相邻预制混凝土垫块的垫块连接斜向螺栓孔，相邻预制混凝土垫块之间通过穿过垫块连接斜向螺栓孔的螺栓固定连接在一起。

所述预制混凝土垫块的长度为50-60cm，宽度为30-35cm，高度为20-25cm。

所述支撑钢构件为工字钢，支撑钢构件为两个。

所述锁脚导管导向孔的埋设角度为10-30°，锁脚导管导向孔的直径为50-150mm。

上述的在软弱土层隧道内架设的预制垫块连梁结构，其施工方法包括如下步骤：

（一）根据设计要求加工预制混凝土垫块；

（二）隧道开挖，拱脚处放置预制混凝土垫块，架设钢拱架，将钢拱架与预制混凝土垫块通过螺栓连接，初期支护混凝土喷射，完成掌子面封闭；

（三）通过预制混凝土垫块锁脚导管导向孔打设锁脚导管；

（四）循环开挖，重复步骤（二）和步骤（三），相邻预制混凝土垫块之间连接在一起，形成预制垫块连梁结构。

优选的，所述步骤（四）中，循环开挖进尺与预制混凝土垫块长度一致。

本发明的有益效果：

一、本发明的预制混凝土垫块彼此连接为一体形成预制垫块连梁结构，连接成为一条预制整体连梁，增加了钢拱架节点处结构刚度。特别是上中台阶节点受力薄弱，采用预制垫块连梁结构，可快速受力起到加固节点的作用。