可升降可调间距轻便支撑架

1、马爱文（成兰项目）摘要：茂县隧道穿越茂汶活动断裂带，严重大变形地层岩质为炭质千枚岩，夹杂石英岩， 易风化，构造带等应力易集中，大变形段落采用三台阶预留核心土的工法开挖。由于预 留核心土，上台阶钢架支护无法使用大型机械吊装，人工支护过程费时耗力，且钢架间 距偏差，垂直度偏差的控制较差，采用现场常见的材料制作的可升降可调间距支撑架可 很好地解决这些问题。关键词：隧道；支撑架；支护；活动断裂带；三台阶预留核心土1引言茂县隧道软岩大变形段施工采用三台阶预留核心土施工，施工空间无法满足钢架安 装机的施工要求，钢架支护采取传统的人工支护。1工程概况茂县隧道右线穿过茂汶断层破碎带，原岩为志留系茂县群炭质千枚

2、岩、千枚岩，局 部夹杂石英脉，灰黑色，受构造挤压影响严重，岩体极破碎；掌子面无水，围岩整体稳 定性差。根据应力解除法实测地应力资料显示：最大主应力为27.51Mpa，方向为N19.3 W，倾角为15.2 S，中间主应力19.29Mpa，方向为N68.9 E，倾角为6.8，最小主应 力为16. 35Mpa，方向为135.4，倾角为73.3。茂县隧道大变形根据超前地质预报成果，依照设计参数标准施工：初期支护采用双 层支护；两层钢架均采用全环HW175型钢钢架，间距为60cm，钢架允许偏差10cm， 垂直度偏差2,两层支护分次施作。开挖工法采用三台阶预留核心土法，由于核心土大 大缩减了施工空间，钢架

3、安装机无法施工，采用人工支护。HW175型钢钢架重量40.1 kg/m,每节拱架重量120.3kg。上台阶支护钢架总重601.5kg。 人工支护的过程中钢拱架调直，调节间距等操作费时费力，结合实际情况发明了可升降 可调间距轻便支撑架。2支撑架在现场施工中，该支撑架参照混凝土罐车料斗升降原理，不断地尝试改进，结合现 场实际操作改良而成。支撑架主要用于钢拱架单元组合拼接过程中的临时支撑和钢架连 接板对齐、拧紧螺栓时的升降调节，通过卡槽保证拱架间距、水平，代替人力支撑。根 据实际使用情况来看，不仅满足了施工安全，保证了施工质量，而且改善了施工条件， 促进了施工进度。2.1支撑架构成支撑架的主要部件组

4、成：承重托盘，调节套筒，调节定位托盘，带加力杆螺母，支撑架头（带卡槽）调节套蒲承重托箜调节螺样图2-1支撑架大样图2.2工作原理支撑架采用中40无缝钢管作为伸缩调节套筒，上穿中32带螺纹杆体，通过螺母来 调节伸缩杆的外露长度，从而达到升降作用。支撑架头卡槽宽度为18.0cm （型钢宽度17.5cm），限制钢拱架左右偏移。间距卡槽壁与钢架卡槽右侧内壁间距60cm，配合中 下台阶连接板上1m位置的工18连接钢，保证钢架间距标准60cm。承重托盘使得整个 受力结构支撑稳定，确保了施工安全。伸缩调节套筒和伸缩杆都采用中空材料，大大地 减轻自重，提高了实用性。支撑架的连接方式为焊接，所有焊接位置全部满焊

5、，焊缝饱 满，满足结构支撑受力要求。现场使用图示:图2-3支撑架现场图可根据实际的施工参数满足不同施工要求的钢架支护工作。支撑架尺寸图如下:图2-3支撑架尺寸详图2.3支撑架的应用支撑架可用于三台阶预留核心土开挖上台阶部位，依靠核心土提供落脚支撑，可长 时间支撑，调整拱架十分方便，通过加力筋调节升降花费少许力气即可。由于隧道施工地质情况复杂多变，不同的地质条件对应不同的施工参数，为满足不 同的施工参数，钢架支护中对于钢架的间距和垂直度有着极高的要求，为满足钢架标准 施工，支撑架头卡槽部位和间距卡槽可改用活动式螺母卡槽代替。从制作材料而言，支撑架原材随手可得，极其方便加工制作，且方便单人操作，操

6、 作简单；从施工质量而言，支撑架体系参照施工标准参数加工的标准尺寸，极大地保证 了钢架支护质量，保证了大变形支护体系的施工质量；从施工安全而言，支撑架受力结 构有极大地可靠性，作为人力支撑的代替受力结构，可代替支撑三个工人支撑，可以大 大地节省人力；支撑架的支撑可靠性高于人工支撑，减少了因人疲劳力竭造成的施工风 险，保证了人力施工的安全；根据平时跟班统计完全人工支护，立架每循环作业时长4.5h，使用支撑架作业时长 约3.5h4h，缩短了作业时长，促进了施工进度。3结论支撑架在施工方面存在较高的性价比，不仅满足了施工安全，保证了施工质量，而 且改善了施工条件，促进了施工进度。施工过程中也发现存在缺陷，如不能进行纵向支 撑调节，支撑架杆头不能满足任意角度旋转等，一定在后续施工中加以改良。在未来的 施工中，机械化施工是不可阻挡的潮流，但是就软岩大变形三台阶预留核心土开挖工法 而言，这种类型的支撑架在施工方面有很大的实用性，在钢架支护中良好地运用，建设 出高标准、高质量的精品隧道工程。参考文献2014年7月高地应力条件下软岩隧道大变形控制工程实施方案大梁隧道软岩大变形及其支护方案研究初期支护对软岩隧道围岩稳定