一种暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护

1.本发明涉及隧道施工技术领域，特别涉及暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护。


背景技术：

2.隧道是修建在地下或水下或者在山体中，铺设铁路或修筑公路供机动车辆通行的建筑物。根据其所在位置可分为山岭隧道、水下隧道和城市隧道三大类。为缩短距离和避免大坡道而从山岭或丘陵下穿越的称为山岭隧道；为穿越河流或海峡而从河下或海底通过的称为水下隧道；为适应铁路通过大城市的需要而在城市地下穿越的称为城市隧道。这三类隧道中修建最多的是山岭隧道。
3.专利文献cn201911232128.x公开了一种高应力巷道组合圈体梁支护结构，包括巷道和支护圈体，巷道的四周构建有均质同性的支护圈体，支护圈体包括注浆锚杆、抗拔锚杆、u型钢支架、钢丝绳网以及混凝土喷浆层；巷道内表面上通过喷浆形成第一层混凝土喷浆层，混凝土喷浆层上打有辐射状均置的注浆锚杆，注浆锚杆包括长注浆锚杆和短注浆锚杆；短注浆锚杆注入硅酸盐水泥-水玻璃材料后，在巷道的浅部松散破坏区围岩形成的内部注浆的加固防水圈，加固防水圈凝固后形成第二支护圈层；长注浆锚杆注入高压混凝土浆液后，在巷道的深部不完全破坏区围岩形成的外部注浆加固圈，外部注浆加固圈凝固后形成第三支护圈层；巷道内在第一层混凝土喷浆层内表面打设有辐射状均置的抗拔锚杆，抗拔锚杆连接有锚杆压盘，锚杆压盘下压有钢丝绳网，并通过高密度贴岩面的多层次强韧混凝土喷浆层结构喷浆均匀胶结，形成第四支护圈层；u型钢支架设置在第四支护圈层表面，u型钢支架形成第五层支护圈层，多支护圈层共同构成支护体系的支护圈体结构，形成对巷道的内部承载支护结构，此专利中提到的支护结构虽然承载力加强，其为一个整体结构，不便于运输和搬运，铺设难度较高，且传统支护结构多是混凝土结构铺设而成，表面易开裂，防水效果差，容易渗水，使用效果不好。
4.针对以上问题，对现有装置进行了改进，提出了暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护，两组横梁本体进行对首尾对接安装，凸出块插入内嵌槽中，起到定位的效果，利用捆扎钢筋对两组横梁本体进行衔接，便于对其进行稳固，根据隧道开挖的深度延长支撑横梁，当支撑横梁延长至一定长度后，喷射混凝土将其与隧道顶部固定连接，支护基岩的表面贯穿安装有注浆锚杆，利用注浆锚杆对支护结构内部进行混凝土的注浆，还加强了本装置的强度，下波纹钢和上波纹钢通过螺杆贯穿连接，螺杆的上下两端均螺纹安装有螺纹套，下波纹钢和上波纹钢之间的空隙中铺设有混凝土结构，波纹钢外面和土体之间注浆，以保证波纹钢的均匀受力，波纹钢重量轻，不需要特殊机械，同时拼装速度快，可大大缩短施工周期，同时在波纹钢喷
射混凝土，形成波纹钢-混凝土组合结构，能够进一步提升本装置的承载能力和刚度，解决了背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护，包括支撑横梁和设置在支撑横梁两侧的支护结构，支护结构的内壁固定安装有衬砌结构，支护结构的下端固定安装有隧道底基岩，隧道底基岩的两侧固定安装有隧道侧沟，隧道侧沟的上表面开设有排水口道，支撑横梁的末端活动安装有支撑机构；
7.支撑横梁包括横梁本体和固定安装在横梁本体下端的限位滑动杆，横梁本体的一端固定安装有凸出块，凸出块呈空心结构，横梁本体的两侧焊接安装有延长结构，横梁本体远离凸出块的一端开设有与凸出块相匹配的内嵌槽，内嵌槽的内部贯穿安装有捆扎钢筋，限位滑动杆的内部开设有混凝土灌注口。
8.进一步地，支护结构包括基座和铺设在基座上端的支护基岩，支护基岩的表面贯穿安装有注浆锚杆。
9.进一步地，衬砌结构包括衬砌混凝土和开设在衬砌混凝土上端的滑口，滑口与限位滑动杆相匹配。
10.进一步地，延长结构包括延长钢杆和开设在延长钢杆内部的推进腔室，延长钢杆的上下两端均活动贯穿有推进块，推进腔室的内部设置有挤压块。
11.进一步地，挤压块靠近推进块的一侧固定安装有锥形块，挤压块的中心部分固定安装有与推进腔室内部贯穿安装的推杆。
12.进一步地，推进块的上端固定安装有弧形块，推进块远离弧形块的一侧固定安装有与锥形块侧壁相匹配的斜块，斜块的外表面固定安装有限位块。
13.进一步地，支撑机构包括活动安装在限位滑动杆下端的移动结构和铰接安装在移动结构下端的支撑板，支撑板的另一端固定安装有挡板，挡板的下端固定安装有支撑柱，支撑柱的下端活动安装有稳固板。
14.进一步地，移动结构包括滑轨和开设在滑轨上表面的滑槽，滑槽与限位滑动杆相匹配，滑轨的上端固定安装有滑套，滑套的内部设置有与混凝土灌注口相匹配的滑杆。
15.进一步地，衬砌混凝土包括下波纹钢和设置在下波纹钢上端的上波纹钢，下波纹钢和上波纹钢通过螺杆贯穿连接，螺杆的上下两端均螺纹安装有螺纹套，下波纹钢和上波纹钢之间的空隙中铺设有混凝土结构。
16.进一步地，支护基岩包括断板和开设在断板内腔的避让孔，避让孔内腔的上下两端均开设有与推进块相匹配的插孔，避让孔的内部活动安装有与推进腔室相匹配的插块。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1.本发明提出的暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护，横梁本体的一端固定安装有凸出块，凸出块呈空心结构，横梁本体的两侧焊接安装有延长结构，用于衔接支护基岩，横梁本体远离凸出块的一端开设有与凸出块相匹配的内嵌槽，内嵌槽的内部贯穿安装有捆扎钢筋，限位滑动杆的内部开设有混凝土灌注口，两组横梁本体进行对首尾对接安装，凸出块插入内嵌槽中，起到定位的效果，利用捆扎钢筋对两组横梁本体进行衔接，便于对其进行稳固，根据隧道开挖的深度延长支撑横梁，当支撑横梁延长至一定长度后，喷射混凝土将其与隧道顶部固定连接，支护基岩的表面贯穿安装有注浆锚杆，利用注浆锚杆对支护结构内部进行混凝土的注浆，还加强了本装置的强度，下波纹钢和上波纹钢通过螺杆
贯穿连接，螺杆的上下两端均螺纹安装有螺纹套，下波纹钢和上波纹钢之间的空隙中铺设有混凝土结构，波纹钢外面和土体之间注浆，以保证波纹钢的均匀受力，波纹钢重量轻，不需要特殊机械，同时拼装速度快，可大大缩短施工周期，同时在波纹钢喷射混凝土，形成波纹钢-混凝土组合结构，能够进一步提升本装置的承载能力和刚度。
19.2.本发明提出的暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护，支撑板的一端固定安装有挡板，挡板的下端固定安装有支撑柱，支撑柱的下端活动安装有稳固板，移动结构包括滑轨和开设在滑轨上表面的滑槽，滑槽与限位滑动杆相匹配，滑轨的上端固定安装有滑套，滑套的内部设置有与混凝土灌注口相匹配的滑杆，隧道开挖至一定深度后，将滑槽与限位滑动杆相匹配，滑杆插入混凝土灌注口中，对末端的混凝土灌注口进行封堵，避免溢流出料，同时将支撑板靠近稳固板的一端与地面倾斜安装，支撑板和隧道形成三角形结构，将另外一组支撑横梁放置在支撑板的上端，支撑横梁靠近凸出块的一侧被挡板所限位，隧道被更深一层的开挖后，向上抬起支撑板，使得支撑板与滑轨平行安置，此时未安装的支撑横梁与安装完成的一组支撑横梁呈对接状态，往安装完成的一组支撑横梁方向推进为安装的支撑横梁，直至两组对接，拼装较为简单。
20.3.本发明提出的暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护，推进块的上端固定安装有弧形块，推进块远离弧形块的一侧固定安装有与锥形块侧壁相匹配的斜块，斜块的外表面固定安装有限位块，支护基岩包括断板和开设在断板内腔的避让孔，避让孔内腔的上下两端均开设有与推进块相匹配的插孔，避让孔的内部活动安装有与推进腔室相匹配的插块，将断板靠近插块的一侧插入推进腔室的内部，插块与挤压块向内运动，挤压块一侧固定安装的锥形块与斜块接触，并带动斜块向外排挤，直至推进块插入插孔的内部，即延长钢杆与断板可完成拼接，操作简单，随后往推进腔室内部喷射混凝土，便于增强连接处的强度。
附图说明
21.图1为本发明暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护的整体结构示意图；
22.图2为本发明暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护的衬砌结构安装结构示意图；
23.图3为本发明暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护的支撑横梁结构示意图；
24.图4为本发明暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护的支撑横梁侧视图；
25.图5为本发明暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护的支撑机构结构示意图；
26.图6为本发明暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护的支撑机构延长后状态图；
27.图7为本发明暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护的移动结构结构示意图；
28.图8为本发明暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护的衬砌混凝土结构示意图；
29.图9为本发明暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护的支护基岩结构示意
图。
30.图中：1、支撑横梁；11、横梁本体；12、限位滑动杆；13、凸出块；14、延长结构；141、延长钢杆；142、推进腔室；143、推进块；1431、弧形块； 1432、斜块；1433、限位块；144、挤压块；145、锥形块；146、推杆；15、内嵌槽；16、捆扎钢筋；17、凝土灌注口；2、支护结构；21、基座；22、支护基岩；221、断板；222、避让孔；223、插孔；224、插块；23、注浆锚杆； 3、衬砌结构；31、衬砌混凝土；311、下波纹钢；312、上波纹钢；313、螺杆；314、螺纹套；315、混凝土结构；32、滑口；4、隧道底基岩；5、隧道侧沟；6、排水口道；7、支撑机构；71、移动结构；711、滑轨；712、滑槽； 713、滑套；714、滑杆；72、支撑板；73、挡板；74、支撑柱；75、稳固板。
具体实施方式
31.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.参阅图1和图5，暗挖法施工隧道初支波纹钢-喷射混凝土支护，包括支撑横梁1和设置在支撑横梁1两侧的支护结构2，支护结构2的内壁固定安装有衬砌结构3，支护结构2的下端固定安装有隧道底基岩4，隧道底基岩4的两侧固定安装有隧道侧沟5，隧道侧沟5的上表面开设有排水口道6，用于排水，支撑横梁1的末端活动安装有支撑机构7，隧道每挖掘一定长度，支撑机构7则对末端进行支撑。
33.参阅图3和图4，支撑横梁1包括横梁本体11和固定安装在横梁本体11 下端的限位滑动杆12，横梁本体11的一端固定安装有凸出块13，凸出块13 呈空心结构，横梁本体11的两侧焊接安装有延长结构14，用于衔接支护基岩 22，横梁本体11远离凸出块13的一端开设有与凸出块13相匹配的内嵌槽15，内嵌槽15的内部贯穿安装有捆扎钢筋16，限位滑动杆12的内部开设有混凝土灌注口17，两组横梁本体11进行对首尾对接安装，凸出块13插入内嵌槽 15中，起到定位的效果，利用捆扎钢筋16对两组横梁本体11进行衔接，便于对其进行稳固，根据隧道开挖的深度延长支撑横梁1，当支撑横梁1延长至一定长度后，喷射混凝土将其与隧道顶部固定连接。
34.参阅图2，支护结构2包括基座21和铺设在基座21上端的支护基岩22，支护基岩22的表面贯穿安装有注浆锚杆23，利用注浆锚杆23对支护结构2 内部进行混凝土的注浆，还加强了本装置的强度。
35.衬砌结构3包括衬砌混凝土31和开设在衬砌混凝土31上端的滑口32，滑口32与限位滑动杆12相匹配，限位滑动杆12用于隔绝衬两端的衬砌混凝土31，可起到防止水腐蚀的效果，同时其下端两侧的凸出部可对本装置起到支撑的作用，下波纹钢311和上波纹钢312之间的空隙中铺设有混凝土结构 315，波纹钢外面和土体之间注浆，以保证波纹钢的均匀受力，且波纹钢自身具有很好的防水性能，且喷射混凝土后，能够进一步增强防水性能。
36.参阅图4和图9，延长结构14包括延长钢杆141和开设在延长钢杆141 内部的推进腔室142，延长钢杆141的上下两端均活动贯穿有推进块143，推进腔室142的内部设置有挤压块144，挤压块144靠近推进块143的一侧固定安装有锥形块145，挤压块144的中心部分固定安装有与推进腔室142内部贯穿安装的推杆146，推进块143的上端固定安装有弧形块
1431，推进块143 远离弧形块1431的一侧固定安装有与锥形块145侧壁相匹配的斜块1432，斜块1432的外表面固定安装有限位块1433，支护基岩22包括断板221和开设在断板221内腔的避让孔222，避让孔222内腔的上下两端均开设有与推进块 143相匹配的插孔223，避让孔222的内部活动安装有与推进腔室142相匹配的插块224，将断板221靠近插块224的一侧插入推进腔室142的内部，插块 224与挤压块144向内运动，挤压块144一侧固定安装的锥形块145与斜块 1432接触，并带动斜块1432向外排挤，直至推进块143插入插孔223的内部，即延长钢杆141与断板221可完成拼接，操作简单，随后往推进腔室142内部喷射混凝土，便于增强连接处的强度。
37.参阅图5、图6和图7，支撑机构7包括活动安装在限位滑动杆12下端的移动结构71和铰接安装在移动结构71下端的支撑板72，支撑板72的另一端固定安装有挡板73，挡板73的下端固定安装有支撑柱74，支撑柱74的下端活动安装有稳固板75，移动结构71包括滑轨711和开设在滑轨711上表面的滑槽712，滑槽712与限位滑动杆12相匹配，滑轨711的上端固定安装有滑套713，滑套713的内部设置有与混凝土灌注口17相匹配的滑杆714，隧道开挖至一定深度后，将滑槽712与限位滑动杆12相匹配，滑杆714插入混凝土灌注口17中，对末端的混凝土灌注口17进行封堵，避免溢流出料，同时将支撑板72靠近稳固板75的一端与地面倾斜安装，支撑板72和隧道形成三角形结构，将另外一组支撑横梁1放置在支撑板72的上端，支撑横梁1靠近凸出块13的一侧被挡板73所限位，隧道被更深一层的开挖后，向上抬起支撑板72，使得支撑板72与滑轨711平行安置，此时未安装的支撑横梁1与安装完成的一组支撑横梁1呈对接状态，往安装完成的一组支撑横梁1方向推进为安装的支撑横梁1，直至两组对接，拼装较为简单。
38.参阅图8，衬砌混凝土31包括下波纹钢311和设置在下波纹钢311上端的上波纹钢312，下波纹钢311和上波纹钢312通过螺杆313贯穿连接，螺杆 313的上下两端均螺纹安装有螺纹套314，下波纹钢311和上波纹钢312之间的空隙中铺设有混凝土结构315，波纹钢外面和土体之间注浆，以保证波纹钢的均匀受力，波纹钢重量轻，不需要特殊机械，同时拼装速度快，可大大缩短施工周期，同时在波纹钢喷射混凝土，形成波纹钢-混凝土组合结构，能够进一步提升本装置的承载能力和刚度。
39.工作原理：将下波纹钢311和上波纹钢312之间的空隙中铺设混凝土结构315，上波纹钢312与支护基岩22贴紧，且之间存在有一定空隙，将断板 221插入支护基岩22中，并将其靠近插块224的一侧插入推进腔室142的内部，插块224与挤压块144向内运动，挤压块144一侧固定安装的锥形块145 与斜块1432接触，并带动斜块1432向外排挤，直至推进块143插入插孔223 的内部，即延长钢杆141与断板221可完成拼接，随后往推进腔室142内部喷射混凝土，且同时往上波纹钢312与支护基岩22的空间中喷射混凝土，隧道开挖至一定深度后，将滑槽712与限位滑动杆12相匹配，滑杆714插入混凝土灌注口17中，对末端的混凝土灌注口17进行封堵，同时将支撑板72靠近稳固板75的一端与地面倾斜安装，支撑板72和隧道形成三角形结构，将另外一组支撑横梁1放置在支撑板72的上端，支撑横梁1靠近凸出块13的一侧被挡板73所限位，隧道被更深一层的开挖后，向上抬起支撑板72，使得支撑板72与滑轨711平行安置，此时未安装的支撑横梁1与安装完成的一组支撑横梁1呈对接状态，往安装完成的一组支撑横梁1方向推进为安装的支撑横梁1，两组横梁本体11进行对首尾对接安装，凸出块13插入内嵌槽15 中，起到定位的效果，利用捆扎钢筋16对两组横梁本体11进行衔
接，根据隧道开挖的深度延长支撑横梁1，当支撑横梁1延长至一定长度后，喷射混凝土将其与隧道顶部固定连接。
40.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
41.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。