本实用新型属于隧道开挖技术领域，具体涉及一种暗挖隧道格栅初期支护结构。
背景技术：
矿山法暗挖隧道大多采用复合式衬砌，包括喷锚初期支护和模筑二次衬砌。从施工竖井向横通道施工，在进洞破除时竖井原有的支护结构将被破坏，造成应力不均匀变化，且进洞破除时间较长，背后土层暴露时间较长，土层情况不理想的情况下，在破除井壁混凝土时的震动会导致一定的风险产生。基于上述原因，初期支护中往往设置格栅钢架、型钢钢架等，受限于隧道施工工艺，型钢钢架翼缘背后往往填充不够密实，容易形成空洞，影响初期支护的承载性能。因此，优化格栅钢架型式，改善格栅钢架的受力性能，可有效避免格栅钢架失稳，保证初期支护结构强度充分发挥，有效拓宽格栅钢架的适用范围。
技术实现要素：
本实用新型针对上述存在的技术问题，提出了一种暗挖隧道格栅初期支护结构。
本实用新型采用的技术方案：
一种暗挖隧道格栅初期支护结构，
包括沿着横通道开挖方向间隔设置有多榀格栅钢架，每榀格栅钢架为由一个第一拱架单元、相互对称的两个第二拱架单元、相互对称的两个第三拱架单元、相互对称的两个第四拱架单元和一个第五拱架单元依次连接构成的拱门结构，两个第二拱架单元之间和两个第三拱架单元之间均设置有水平支撑杆，两个第二拱架单元和第三拱架单元的脚部架设锁脚锚管。
优选的，所述第一拱架单元、第二拱架单元、第三拱架单元、第四拱架单元和第五拱架单元均由沿着横通道开挖方向相互平行的两层钢架单元通过环形筋焊接形成横截面为口字型结构，每层钢架单元均包括内钢筋和外钢筋，在内钢筋和外钢筋之间焊接有“v”字筋，在相互平行的两个内钢筋之间和相互平行的两个外钢筋之间均焊接有连接筋，相邻两个拱架单元上的两组内钢筋之间通过一个连接组件固定连接，相邻两个拱架单元上的两组外钢筋之间通过另一个连接组件固定连接。
优选的，所述连接组件包括连接单元，所述连接单元分别设置于两组内钢筋和两组外钢筋上，所述连接单元包括“l”型钢板，以及焊接于“l”型钢板背面的两个固定块，两个固定块均设置有安装槽，所述安装槽内设置有两个垫块，所述垫块的端部设置有安装板，所述安装板上设置有耳件，所述耳件上设置有安装孔，所述外钢筋和内钢筋设置于安装孔内；所述“l”型钢板的垂直部和固定块底部设置有同轴的贯穿孔，所述贯穿孔设置有两组，每组所述贯穿孔内均设置有锁紧螺杆，相邻两个连接单元上的“l”型钢板的水平部通过螺栓连接。
优选的，所述水平支撑杆的两端焊接有方形钢板，所述方形钢板的外侧面焊接于两个平行的内钢筋上。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：(1)本实用新型中设计的格栅钢架可有效改善格栅钢架的抗弯、抗扭等力学性能，确保喷射混凝土与加强格栅钢架充分接触，保证初期支护结构强度充分发挥。(2)本实用新型中设计的连接组件结构合理，且方便安装固定，对其操作工人的要求低，很大程度上加快了格栅初期支护结构的安装，整个格栅钢架结构受力均匀支撑效果好，具有良好的抗弯、抗扭性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型一实施例提供的一种暗挖隧道格栅初期支护结构的结构示意图；
图2为连接单元安装示意图；
图3为连接单元的爆炸图；
图4为内层钢架局部的正视图；
图5为图4的侧视图；
图6为“v”字筋的示意图。
其中，1-第一拱架单元；2-第二拱架单元；3-第三拱架单元；4-第四拱架单元；5-第五拱架单元；6-水平支撑杆；7-锁脚锚管；8-内钢筋；9-外钢筋；10-连接组件；101-“l”型钢板；102-固定块；103-安装槽；104-垫块；105-安装板；106-耳件；107-安装孔；108-锁紧螺杆；109-螺栓；11-环形筋；12-“v”字筋；13-连接筋。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型具体提供了一种暗挖隧道格栅初期支护结构，如图1所示，包括沿着横通道开挖方向间隔设置有多榀格栅钢架。
具体的，每榀格栅钢架为由一个第一拱架单元1、相互对称的两个第二拱架单元2、相互对称的两个第三拱架单元3、相互对称的两个第四拱架单元4和一个第五拱架单元5依次连接构成的拱门结构，两个第二拱架单元2之间和两个第三拱架单元3之间均设置有水平支撑杆6，两个第二拱架单元2和第三拱架单元3的脚部架设锁脚锚管7。
如图4、5、6所示，第一拱架单元1、第二拱架单元2、第三拱架单元3、第四拱架单元4和第五拱架单元5均由沿着横通道开挖方向相互平行的两层钢架单元通过环形筋11焊接形成横截面为口字型结构，其中，环形筋11为单根钢筋沿着前后两层钢架单元的轮廓焊接形成；每层钢架单元均包括内钢筋8和外钢筋9，在内钢筋8和外钢筋9之间焊接有“v”字筋12，在相互平行的两个内钢筋8之间和相互平行的两个外钢筋9之间均焊接有连接筋13，相邻两个拱架单元上的两组内钢筋8之间通过一个连接组件10固定连接，相邻两个拱架单元上的两组外钢筋9之间通过另一个连接组件10固定连接。
所述水平支撑杆6的两端焊接有方形钢板，所述方形钢板的外侧面焊接于两个相互平行的内钢筋上。
如图2和3所示，作为本实用新型的进一步改进，所述连接组件10包括连接单元，所述连接单元分别设置于两组位于同一轴线上的内钢筋8和两组位于同一轴线上的外钢筋9上，所述连接单元包括“l”型钢板101，以及焊接于“l”型钢板101背面的两个固定块102，两个固定块102均设置有安装槽103，所述安装槽103内设置有两个垫块104，所述垫块104的端部设置有安装板105，所述安装板105上设置有耳件106，所述耳件106上设置有安装孔107，所述外钢筋9和内钢筋8设置于安装孔107内；所述“l”型钢板101的垂直部和固定块102底部设置有同轴的贯穿孔，所述贯穿孔设置有两组，每组所述贯穿孔内均设置有锁紧螺杆108，通过旋转锁紧螺杆108对内钢筋8和外钢筋9进行固定，相邻两个连接单元上的“l”型钢板101的水平部通过螺栓109连接，从而实现相邻拱架单元之间的固定连接。上述连接组件10结构设计合理，安装简单又方便。
施工过程：格栅钢架提前在加工厂制造，加工完成后进行试拼其允许误差：沿隧道周边轮廓误差±3cm；各个拱架单元用螺栓连接的螺栓孔中心间距公差不超过±0.5mm；格栅钢架平放时，平面翘曲应小于±2cm。格栅钢架安装前，提前将连接单元固定到内层钢架和外层钢架上，并清除地脚下的虚碴及其它杂物，超挖部分用混凝土或砖块垫实，在开挖作业面人工组装，相邻两个拱架单元间以螺栓连接拧紧并进行有效帮焊，外钢筋与土层尽量接近，留5cm间隙作为保护层，水平支撑杆与内钢筋连接牢固，钢筋网片与外层钢架连接牢固，格栅拱脚要牢固坐落在底部土层上，并安装槽钢错位垫板，以增加接触面，及时喷射混凝土进行加固。同时，通过锁脚锚管进行注浆，采用竖井锚管进行注浆时，注浆压力控制在0.3～0.5mpa。注浆压力不宜超过最大值，否则浆液损失过大，造成浪费。注浆中途停止超过30分钟应清洗注浆管路，防止堵管；发生串孔跑浆时应先将跑浆孔堵塞，等轮到该孔注浆时拔出堵塞物，将孔内清洗干净后再重新注浆，发生漏浆时应将漏浆部位的裂缝封堵，再喷射混凝土封堵牢固后再继续注浆。拱顶不得有空隙。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制,凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
技术特征：
1.一种暗挖隧道格栅初期支护结构，其特征在于，包括沿着横通道开挖方向间隔设置有多榀格栅钢架，每榀格栅钢架为由一个第一拱架单元、相互对称的两个第二拱架单元、相互对称的两个第三拱架单元、相互对称的两个第四拱架单元和一个第五拱架单元依次连接构成的拱门结构，两个第二拱架单元之间和两个第三拱架单元之间均设置有水平支撑杆，两个第二拱架单元和第三拱架单元的脚部架设锁脚锚管。
2.根据权利要求1所述的一种暗挖隧道格栅初期支护结构，其特征在于，所述第一拱架单元、第二拱架单元、第三拱架单元、第四拱架单元和第五拱架单元均由沿着横通道开挖方向相互平行的两层钢架单元通过环形筋焊接形成横截面为口字型结构，每层钢架单元均包括内钢筋和外钢筋，在内钢筋和外钢筋之间焊接有“v”字筋，在相互平行的两个内钢筋之间和相互平行的两个外钢筋之间均焊接有连接筋，相邻两个拱架单元上的两组内钢筋之间通过一个连接组件固定连接，相邻两个拱架单元上的两组外钢筋之间通过另一个连接组件固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种暗挖隧道格栅初期支护结构，其特征在于，所述连接组件包括连接单元，所述连接单元分别设置于两组内钢筋和两组外钢筋上，所述连接单元包括“l”型钢板，以及焊接于“l”型钢板背面的两个固定块，两个固定块均设置有安装槽，所述安装槽内设置有两个垫块，所述垫块的端部设置有安装板，所述安装板上设置有耳件，所述耳件上设置有安装孔，所述外钢筋和内钢筋设置于安装孔内；所述“l”型钢板的垂直部和固定块底部设置有同轴的贯穿孔，所述贯穿孔设置有两组，每组所述贯穿孔内均设置有锁紧螺杆，相邻两个连接单元上的“l”型钢板的水平部通过螺栓连接。
4.根据权利要求2所述的一种暗挖隧道格栅初期支护结构，其特征在于，所述水平支撑杆的两端焊接有方形钢板，所述方形钢板的外侧面焊接于两个平行的内钢筋上。
技术总结
本实用新型公开一种暗挖隧道格栅初期支护结构，包括沿着横通道开挖方向间隔设置有多个榀格栅钢架，每榀格栅钢架为由一个第一拱架单元、相互对称的两个第二拱架单元、相互对称的两个第三拱架单元、相互对称的两个第四拱架单元和一个第五拱架单元依次连接构成的拱门结构，两个第二拱架单元之间和两个第三拱架单元之间均设置有水平支撑杆，两个第二拱架单元和两个第三拱架单元的外侧壁均设置有锁脚锚管。本实用新型可有效改善格栅钢架的抗弯、抗扭等力学性能，确保喷射混凝土与加强格栅钢架充分接触，保证初期支护结构强度充分发挥。
技术研发人员：王庆兵;胡士伟;徐霖;马震;卢鹏程;李明锷;薛宝宝;雷建;曹强;张楠;叶姣;陈玉亮;杨德胜;张磊;曹慧慧;李文杰;李忠
受保护的技术使用者：北京市政路桥股份有限公司;北京市政路桥股份有限公司工程总承包二部
技术研发日：2020.11.20
技术公布日：2021.07.30
声明：
“暗挖隧道格栅初期支护结构的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：北京市政路桥股份有限公司;北京市政路桥股份有限公司工程总承包二部
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