一种棚隧结合的新型支护结构的制作方法

本实用新型涉及公路工程技术领域，具体涉及一种棚隧结合的新型支护结构。

背景技术：

在公路工程中，一些低等级或者等外级的公路，在修建时，由于受地形条件及工程投资等的影响，将路基置于陡峭的山坡之上，而且路基较窄，线形较差，仅仅具备最低的通行能力，舒适度及通过能力等较差。随着经济社会的发展，这些较差的公路路基需要进行加宽改造，就需要对原有路基向边坡内侧进行开挖加宽。此外，同样由于上述原因，需要在陡峭的山坡之上新建公路路基时，也需要在向边坡内侧进行开挖。而由于路基所在处的地形较陡或很陡，要保证边坡稳定性较好，或边坡不会对后期正常运营的车辆行人造成安全威胁的情况下，都需要对边坡进行大量的开挖或防护，特别是在很陡的边坡处，现有技术在这种陡坡地段进行开挖及防护，其费用及施工难度均较高，其技术经济性都较差。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述问题，提供了一种棚隧结合的新型支护结构，采用本方案，直接在陡峭山坡的侧面进行开挖，新建公路路基的宽度或加宽路段的宽度的范围大大增加，在对坡体稳定性较好的陡坡基岩路段时适应性更好，且能减少对环境的破坏，降低工程造价，缩短施工周期，并降低了施工难度。

本实用新型采用的技术方案为：一种棚隧结合的新型支护结构，包括棚隧支护单元和落石缓冲单元；所述棚隧支护单元包括多个支撑单元和棚洞纵向梁，所述支撑单元包括竖向支撑柱a、竖向支撑柱b和水平梁，所述竖向支撑柱a竖立在边坡外侧，所述竖向支撑柱b竖立在边坡内侧，所述水平梁一端和竖向支撑柱a顶部连接，所述水平梁另一端插入边坡内侧围岩内，所述竖向支撑柱b的顶部和水平梁中部连接；所述多个支撑单元沿路段方向依次排列放置，竖向支撑柱a的顶部和棚洞纵向梁连接，所述棚洞纵向梁依次连接多个支撑单元内的竖向支撑柱a顶部；所述落石缓冲单元包括棚洞顶盖板和缓冲回填层，所述棚洞顶盖板设置在棚隧支护单元位于边坡外侧部分的上方，所述棚洞顶盖板上方放置缓冲回填层。

本方案具体运作时，采用的棚隧支护单元用于支护在陡峭边坡加宽的路段，在建设所需路段时，从路段一端向另一端开始掘进，竖向支撑柱a竖立在边坡外侧，竖向支撑柱b竖立在边坡内侧，水平梁连接竖向支撑柱a的顶部和竖向支撑柱b的顶部，并一端插入围岩，以此组成支撑单元，根据围岩强度，从开始掘进处依次向掘进方向建设多个支撑单元，多个支撑单元再通过和棚洞纵向梁依次连接，以此组成棚隧支护单元，根据整段加宽路段周围岩石的强度，加宽路段上可放置多个棚隧支护单元。

落石缓冲单元位于边坡外部，并设置在棚隧支护单元位于边坡外部的上方，其中棚洞顶盖板用于遮盖并保护棚隧支护单元位于隧道外部的部分，棚洞顶盖板上方放置缓冲回填层，用于减缓落石等危险物的下落速度和冲击，落石缓冲单元能减少陡峭山坡产生的落石等对棚隧支护单元、道路和人车的伤害。

进一步的，当洞顶岩土压力较大时，安装隧道内侧纵向梁，以此来增加棚隧支护单元的稳定性和支撑力，设置为：竖向支撑柱b的顶部和隧道内侧纵向梁连接，所述隧道内侧纵向梁依次连接多个支撑单元内的竖向支撑柱b顶部。

进一步的，若基岩隧道的岩体完整性较差，为维护围岩结构的完整和稳定性，设置为：还包括多个初支锚杆，所述多个初支锚杆均和棚隧支护单元位于边坡内侧的部分连接，所述多个初支锚杆锚固于围岩。

进一步的为维护围岩结构的完整和稳定性，设置为：还包括喷射砼，所述喷射砼喷射在边坡内侧的围岩上。

进一步的，为维护所需的整个隧道，在向隧道内部掘进时，依次安装多个棚隧支护单元，设置为：所述棚隧支护单元为多个。

进一步的，一种棚隧结合的新型支护结构及施工方法，还包括以下步骤；

s1：选择适用于陡峭边坡且稳定性较好的路段，根据对隧道和路面宽度的需要，制定本方案所需材料的尺寸；

s2：在所需边坡路段一端开始掘进，当掘进到一根竖向支撑柱的长度时，施作一个支撑单元；

s3：继续向前掘进，并重复s2的步骤，施作多个支撑单元后，安装棚洞纵向梁，以此完成一个棚隧支护单元的施工，并对棚隧支护单元的梁内钢筋砼进行现场养护；

s4：重复s2和s3的步骤，施作所需的多个棚隧支护单元；

s5：当所需的多个棚隧支护单元施工结束后，安装落石支护单元。

本方案具体运作时，采用的棚隧支护单元用于支护在陡峭边坡加宽的路段，在陡峭边坡选择稳定性较好的路段，再根据路面需要加宽的宽度和边坡需要掘进的高度和宽度，制作本方案所需材料的尺寸，在所需边坡路段一端开始向另一端掘进，依次建设多个支撑单元，多个支撑单元通过棚洞纵向梁连接，形成一个棚隧支护单元，并对棚隧支护单元的梁内钢筋砼进行现场养护，此时根据边坡内侧周围岩石的强度，可继续向另一端建设多个棚隧支护单元，并依次对棚隧支护单元的梁内钢筋砼进行现场养护；当所需的多个棚隧支护单元施工结束后，在棚隧支护单元位于边坡外侧部分的上方安装落石支护单元，落石缓冲单元能减少陡峭山坡产生的落石等对棚隧支护单元、道路和人车的伤害。

进一步的，为增加棚隧支护单元对边坡内部的稳定性和支撑力，设置为：s3还包括以下子步骤：安装隧道内侧纵向梁。

进一步的，s2和s3还包括以下子步骤：在每进行一个较短回次的掘进时，施工初支锚杆和喷射砼。

进一步的，为提高工作效率，所需隧道两端均可开始向隧道内部掘进，并依次安装棚隧支护单元，设置为：s2还包括以下子步骤：所需边坡路段的两端均向路段内开始掘进。

本实用新型具有以下有益效果：

1、现有技术中在需要进行大量边坡开挖，来形成一定宽度的路基宽度时，会对环境的造成大量破坏，同时后期运营安全风险较大，采用本棚隧结构可以避免以上缺点。

2、当不采用第一条的方案，而完全采用隧道时，一般工程造价较高，施工期长，采用本棚隧结构亦可以避免以上缺点。

3、采用本新型支护结构方案，可降低在陡坡地表进行大量施工的难度。

附图说明

图1为本实用新型的横断面图。

图2为本实用新型的边坡外部的纵断面图。

图3为本实用新型的边坡内部的纵断面图。

图中附图标记为：1、竖向支撑柱a，2、水平梁，3、棚洞纵向梁，4、棚洞顶盖板，5、缓冲回填层，6、隧道内侧纵向梁，7、初支锚杆，8、喷射砼，9、竖向支撑柱b。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例：如图1至图3所示，一种棚隧结合的新型支护结构，包括棚隧支护单元和落石缓冲单元；所述棚隧支护单元包括多个支撑单元和棚洞纵向梁3，所述支撑单元包括竖向支撑柱a1、竖向支撑柱b9和水平梁2，所述竖向支撑柱a1竖立在边坡外侧，所述竖向支撑柱b9竖立在边坡内侧，所述水平梁2一端和竖向支撑柱a1顶部连接，所述水平梁2另一端插入边坡内侧围岩内，所述竖向支撑柱b9的顶部和水平梁2中部连接；所述多个支撑单元沿路段方向依次排列放置，竖向支撑柱a1的顶部和棚洞纵向梁3连接，所述棚洞纵向梁3依次连接多个支撑单元内的竖向支撑柱a1顶部；所述落石缓冲单元包括棚洞顶盖板4和缓冲回填层5，所述棚洞顶盖板4设置在棚隧支护单元位于边坡外侧部分的上方，所述棚洞顶盖板4上方放置缓冲回填层5。

本实施例中，采用的棚隧支护单元用于支护在陡峭边坡加宽的路段，在建设所需路段时，从路段一端向另一端开始掘进，竖向支撑柱a1竖立在边坡外侧，竖向支撑柱b9竖立在边坡内侧，水平梁2连接竖向支撑柱a1的顶部和竖向支撑柱b9的顶部，并一端插入围岩，以此组成支撑单元，根据围岩强度，从开始掘进处依次向掘进方向建设多个支撑单元，多个支撑单元再通过和棚洞纵向梁3依次连接，以此组成棚隧支护单元，根据整段加宽路段周围岩石的强度，加宽路段上可放置多个棚隧支护单元。

落石缓冲单元位于边坡外部，并设置在棚隧支护单元位于边坡外部的上方，其中棚洞顶盖板4用于遮盖并保护棚隧支护单元位于隧道外部的部分，棚洞顶盖板4上方放置缓冲回填层5，用于减缓落石等危险物的下落速度和冲击，落石缓冲单元能减少陡峭山坡产生的落石等对棚隧支护单元、道路和人车的伤害。

本实施例中，当洞顶岩土压力较大时，安装隧道内侧纵向梁6，以此来增加棚隧支护单元的稳定性和支撑力，设置为：竖向支撑柱b9的顶部和隧道内侧纵向梁6连接，所述隧道内侧纵向梁6依次连接多个支撑单元内的竖向支撑柱b9顶部。

本实施例中，若基岩隧道的岩体完整性较差，为维护围岩结构的完整和稳定性，设置为：还包括多个初支锚杆7，所述多个初支锚杆7均和棚隧支护单元位于边坡内侧的部分连接，所述多个初支锚杆7锚固于围岩。

本实施例中，为维护围岩结构的完整和稳定性，设置为：还包括喷射砼8，所述喷射砼8喷射在边坡内侧的围岩上。

本实施例中，为维护所需的整个隧道，在向隧道内部掘进时，依次安装多个棚隧支护单元，设置为：所述棚隧支护单元为多个。

本实施例中，一种棚隧结合的新型支护结构及施工方法，还包括以下步骤；

s1：选择适用于陡峭边坡且稳定性较好的路段，根据对隧道和路面宽度的需要，制定本方案所需材料的尺寸；

s2：在所需边坡路段一端开始掘进，当掘进到一根竖向支撑柱的长度时，施作一个支撑单元；

s3：继续向前掘进，并重复s2的步骤，施作多个支撑单元后，安装棚洞纵向梁3，以此完成一个棚隧支护单元的施工，并对棚隧支护单元的梁内钢筋砼进行现场养护；

s4：重复s2和s3的步骤，施作所需的多个棚隧支护单元；

s5：当所需的多个棚隧支护单元施工结束后，安装落石支护单元。

本实施例中，采用的棚隧支护单元用于支护在陡峭边坡加宽的路段，在陡峭边坡选择稳定性较好的路段，再根据路面需要加宽的宽度和边坡需要掘进的高度和宽度，制作本方案所需材料的尺寸，在所需边坡路段一端开始向另一端掘进，依次建设多个支撑单元，多个支撑单元通过棚洞纵向梁3连接，形成一个棚隧支护单元，并对棚隧支护单元的梁内钢筋砼进行现场养护，此时根据边坡内侧周围岩石的强度，可继续向另一端建设多个棚隧支护单元，并依次对棚隧支护单元的梁内钢筋砼进行现场养护；当所需的多个棚隧支护单元施工结束后，在棚隧支护单元位于边坡外侧部分的上方安装落石支护单元，落石缓冲单元能减少陡峭山坡产生的落石等对棚隧支护单元、道路和人车的伤害。

本实施例中，为增加棚隧支护单元对边坡内部的稳定性和支撑力，设置为：s3还包括以下子步骤：安装隧道内侧纵向梁6。

本实施例中，s2和s3还包括以下子步骤：在每进行一个较短回次的掘进时，施工初支锚杆7和喷射砼8。

本实施例中，为提高工作效率，所需隧道两端均可开始向隧道内部掘进，并依次安装棚隧支护单元，设置为：s2还包括以下子步骤：所需边坡路段的两端均向路段内开始掘进。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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