[实用新型]一种超大跨隧道支护结构

说明书

本实用新型公开了一种超大跨隧道支护结构，包括设置在隧道洞口处的混凝土拱顶，所述拱顶上方沿隧道纵向设置有若干管棚，所述管棚与地面开槽内预留的地面梁之间有固定连接的穿入土体的若干道对拉锚杆，解决了隧道承载力的问题。本实用新型优点是：提高隧道结构的承载能力，对支护结构进行设计优化；采用地面梁与预应力管棚通过对拉锚杆或对拉锚索连接的方式，对预开挖隧道上部的全部土体进行了加固措施，他们共同组合形成了复合梁的结构，这种结构改变了传统隧道设计计算中上覆荷载的计算方法，将地面至隧道结构顶板部分围岩荷载通过梁的形式传递，极大的减少了作用在结构上的荷载。

技术领域

本实用新型涉及隧道及地下工程技术领域，具体而言，涉及一种超大跨隧道支护结构。

背景技术

目前，中国铁路隧道设计多数采用荷载-结构模型来设计隧道二衬结构，隧道施工中对锚杆、喷射混凝土等初期支护的作用不够重视，主要依赖模筑二次混凝土衬砌结构来承担主要的隧道围岩荷载。但对于跨度大于14m的特大跨度、超大跨度隧道，锚杆加固所形成的围岩承载拱的支护作用将越来越明显，而二衬的支护作用将越来越小，如果仍采用传统设计方法，二衬的厚度将设计得非常大，不仅造成严重的工程浪费，隧道内大体积混凝土浇筑施工质量和安全也不易控制；且很不经济，因此，利用围岩自身的拱效应和自承载性能在特大跨隧道中显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超大跨隧道支护结构，其能提高隧道结构的承载能力。为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

本申请提供了一种超大跨隧道支护结构，包括设置在隧道洞口处的混凝土拱顶，所述拱顶上方沿隧道纵向设置有若干管棚，所述管棚与地面开槽内预留的地面梁之间有固定连接的穿入土体的若干道对拉锚杆。

现有技术是铁路隧道设计多数采用荷载-结构模型来设计隧道二衬结构，隧道施工中对锚杆、喷射混凝土等初期支护的作用不够重视，主要依赖模筑二次混凝土衬砌结构来承担主要的隧道围岩荷载，但对于跨度大于14m的特大跨度、超大跨度隧道，锚杆加固所形成的围岩承载拱的支护作用将越来越明显，而二衬的支护作用将越来越小，如果仍采用传统设计方法，二衬的厚度将设计得非常大，不仅造成严重的工程浪费，隧道内大体积混凝土浇筑施工质量和安全也不易控制。

本实用新型增加了地面梁与预应力管棚通过对拉锚杆或对拉锚索连接的方式，组合结构中地面梁采用钢筋混凝土结构，一方面，组合结构中上面的地面梁为受压部分承受压应力；另一方面，与地表的接触使得结构在发生沉降时起到阻碍作用，相当于悬吊中的支撑，而后将力传递给周围土体；得到了围岩受力最优的开挖轮廓线形状，提出了围岩支护结构体系构件化设计方法，在保障围岩稳定基础上大幅度优化了大跨超大跨隧道支护结构。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述混凝土拱顶的两端连接有斜撑，所述斜撑与混凝土底部连接为一个闭合的隧道。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述管棚的结构是由头部锚头、尾部锚头、钢花管和钢绞线构成，所述管棚和所述地面梁之间设有注浆层。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述隧道设置在内轨顶面，所述内轨顶面的下方设置有道床。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述对拉锚杆的端部通过钢板和螺栓固定于所述梁和所述管棚之间。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述隧道内设置有型钢拱架。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述隧道的初期支护结构是由通过喷射混凝土形成的拱部外支护层和内部支护层复合构成，并在其边墙段布设边墙锚杆，所述边墙锚杆呈梅花型布设。

综合上述提供的技术方案，在一些可能的实现方式中，所述拱部外支护层内纵向间隔设置钢架，相邻两榀所述钢架间环向间隔设置纵向连接钢筋。