一种大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 212337329 U(45)授权公告日 2021.01.12

(21)申请号 202020904877.4(22)申请日 2020.05.26

(73)专利权人 中铁十局集团有限公司

地址 250101 山东省济南市高新区舜泰广

场7号(72)发明人 曾来仕　常春章　王爱平　华敬华　

杨保全　张海霞　(74)专利代理机构 济南舜源专利事务所有限公

司 37205

代理人 苗峻　孙亚琳(51)Int.Cl.

E21D 21/00(2006.01)E21D 11/15(2006.01)E21D 11/38(2006.01)E21D 20/02(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图3页

(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

CN 212337329 U()实用新型名称

一种大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置(57)摘要

本实用新型公开了一种大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置，属于隧道施工技术领域。其包括植入拱顶部分、连接二衬钢筋部分，植入拱顶部分包括连接杆和钢垫环Ⅰ，连接杆的下端带有外螺纹，钢垫环Ⅰ套装并固定在连接杆上；连接二衬钢筋部分为呈J状的连接钩，其直臂端带有外螺纹；连接杆的上端植入在隧道拱顶初期支护内，连接杆的下端穿出防水板并位于防水板的下方，钢垫环Ⅰ位于防水板上方，在防水板下部的连接杆上套装有钢垫环Ⅱ，在防水板与钢垫环Ⅰ之间及在防水板与钢垫环Ⅱ之间均设置有橡胶止

防水板、钢垫环Ⅰ通水垫，钢垫环Ⅱ、橡胶止水垫、

过连接在连接杆下端的螺纹套筒紧固在一起，连接钩的直臂端通过螺纹连接在螺纹套筒的下端。

CN 212337329 U

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置，其特征是：包括植入拱顶部分、连接二衬钢筋部分，所述植入拱顶部分包括连接杆(1)和钢垫环Ⅰ(2)，所述连接杆(1)的下端带有外螺纹，所述钢垫环Ⅰ(2)套装并固定连接在所述连接杆(1)上，并且所述钢垫环Ⅰ(2)靠近所述连接杆(1)带有外螺纹的一端设置；所述连接二衬钢筋部分为连接钩(8)，所述连接钩(8)呈J状，其直臂端带有外螺纹；植入拱顶部分的连接杆(1)的上端固定植入在隧道拱顶初期支护内，植入拱顶部分的连接杆(1)的下端穿出隧道的防水板(4)并位于所述防水板(4)的下方，植入拱顶部分的钢垫环Ⅰ(2)位于所述防水板(4)上方并紧贴隧道拱顶初期支护的下表面，在所述防水板(4)下部的所述连接杆(1)上套装有钢垫环Ⅱ(6)，在所述防水板(4)与所述钢垫环Ⅰ(2)之间及在所述防水板(4)与所述钢垫环Ⅱ(6)之间均设置有橡胶止水垫，钢垫环Ⅱ(6)、橡胶止水垫、防水板(4)、钢垫环Ⅰ(2)通过连接在所述连接杆(1)下端的螺纹套筒(7)紧固在一起，所述连接钩(8)的直臂端通过螺纹连接在所述螺纹套筒(7)的下端。

2.根据权利要求1所述的大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置，其特征是：所述连接杆(1)和所述连接钩(8)均采用带肋钢筋制作而成。

3.根据权利要求2所述的大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置，其特征是：所述连接杆(1)和所述连接钩(8)均采用Ф16带肋钢筋制作而成。

4.根据权利要求1所述的大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置，其特征是：所述钢垫环Ⅰ(2)与所述连接杆(1)之间采用满焊连接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置，其特征是：设置在钢垫环Ⅰ(2)和防水板(4)之间的橡胶止水垫粘结在所述钢垫环Ⅰ(2)上。

2

CN 212337329 U

说　明　书

一种大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置

1/3页

技术领域

[0001]本实用新型涉及一种大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置，属于隧道施工技术领域。

背景技术

[0002]隧道施工中，隧道二衬钢筋一般采用双层钢筋网，对于断面不大的隧道，其二衬钢筋由于采用双层钢筋网，能形成自稳，无需采用辅助措施固定。但对于大断面隧道来说，由于其断面大，隧道二衬钢筋网无法形成自稳结构，在拱顶处容易下沉，甚至坍塌，存在较大的施工质量、安全风险，需对拱顶范围内的二衬钢筋进行固定。同时，在隧道拱顶设置二衬钢筋固定装置，由于隧道二衬外侧设计有防水板，固定装置需穿过防水板，对隧道防水存在一定风险。

[0003]对于大断面隧道二衬钢筋安装，需要解决二衬钢筋在拱顶的固定措施，以保证二衬钢筋网不变形，同时需解决拱顶增加固定措施对拱顶外包防水层穿孔而引起漏水的问题。

发明内容

[0004]针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置。

[0005]本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置，其特征是：包括植入拱顶部分、连接二衬钢筋部分，所述植入拱顶部分包括连接杆和钢垫环Ⅰ，所述连接杆的下端带有外螺纹，所述钢垫环Ⅰ套装并固定连接在所述连接杆上，并且所述钢垫环Ⅰ靠近所述连接杆带有外螺纹的一端设置；所述连接二衬钢筋部分为连接钩，所述连接钩呈J状，其直臂端带有外螺纹；植入拱顶部分的连接杆的上端固定植入在隧道拱顶初期支护内，植入拱顶部分的连接杆的下端穿出隧道的防水板并位于所述防水板的下方，植入拱顶部分的钢垫环Ⅰ位于所述防水板上方并紧贴隧道拱顶初期支护的下表面，在所述防水板下部的所述连接杆上套装有钢垫环Ⅱ，在所述防水板与所述钢垫环Ⅰ之间及在所述防水板与所述钢垫环Ⅱ之间均设置有橡胶止水垫，钢垫环Ⅱ、橡胶止水垫、防水板、钢垫环Ⅰ通过连接在所述连接杆下端的螺纹套筒紧固在一起，所述连接钩的直臂端通过螺纹连接在所述螺纹套筒的下端。[0006]本实用新型中，植入拱顶部分的连接杆在植入隧道拱顶初期支护内后与隧道拱顶初期支护固定连接，可形成稳固的连接。在穿过防水板部分通过采用钢垫环Ⅰ+橡胶止水垫片+防水板+橡胶止水垫片+钢垫环Ⅱ的处理方法，利用螺纹套筒进行紧固，解决了防水板穿孔后存在漏水隐患的问题。通过在螺纹套筒下端螺纹连接的连接钩，利用连接钩的弯钩部可与隧道二衬钢筋连接，达到将隧道二衬钢筋锚固于拱顶的目的。[0007]进一步的，为保证固定装置的结构强度及便于加工制作，所述连接杆和所述连接钩均采用带肋钢筋制作而成。

3

CN 212337329 U[0008]

说　明　书

2/3页

进一步的，所述连接杆和所述连接钩均采用Ф16带肋钢筋制作而成。

[0009]进一步的，为保证固定装置的结构强度及防止漏水，所述钢垫环Ⅰ与所述连接杆之间采用满焊连接。[0010]进一步的，为便于安装，设置在钢垫环Ⅰ和防水板之间的橡胶止水垫粘结在所述钢垫环Ⅰ上。

[0011]本实用新型的有益效果是：本实用新型能将隧道二衬钢筋锚固于隧道拱顶，确保隧道二衬钢筋安装的稳定性，同时解决了防水问题，保证了隧道二衬钢筋安装质量及施工安全。本实用新型中的植入拱顶部分在防水板安装前完成安装，待防水板安装完成后，穿过防水板部分采用钢垫环Ⅰ+橡胶止水垫片+防水板+橡胶止水垫片+钢垫环Ⅱ的处理方法，利用螺纹套筒进行紧固，解决了防水板穿孔后存在漏水隐患的问题。本实用新型中的植入拱顶部分和连接二衬钢筋部分采用螺纹套筒连接，解决了焊接连接引起高温对防水板的破坏，并减少了现场高空作业工作量，加快了施工进度。本实用新型采用连接钩的方式与螺纹套筒连接，一方面解决了与隧道二衬钢筋的连接问题，另一方面该连接方式也便于根据现场隧道初期支护不平整情况来确定连接钩的直臂端的连接长度，解决了现场隧道初期支护不平整引起的施工误差问题。本实用新型固定效果好，安全可靠，确保了施工质量及施工安全。本实用新型施工简单，施工效率高，有利于缩短工期，本实用新型尤其适用于大断面隧道，具有操作简单、适用性强、成本低廉、实用性高等优点。附图说明

[0012]图1是本实用新型具体实施方式中的结构示意图；[0013]图2是本实用新型中的植入拱顶部分的主视图；[0014]图3是图2的俯视图；

[0015]图4是本实用新型中的连接二衬钢筋部分连接钩的结构示意图；

[0016]图5是本实用新型中植入拱顶部分植入隧道拱顶初期支护后的示意图；[0017]图中，1、连接杆，2、钢垫环Ⅰ，3、橡胶止水垫片，4、防水板，5、橡胶止水垫片，6、钢垫环Ⅱ，7、螺纹套筒，8、连接钩,801、直臂端，802、弯钩部，9、隧道拱顶初期支护，10、隧道二衬钢筋。

具体实施方式

[0018]下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明：[0019]如附图所示，一种大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置，包括植入拱顶部分、连接二衬钢筋部分。所述植入拱顶部分包括连接杆1和钢垫环Ⅰ2，所述连接杆1采用长度为281mm的Ф16带肋钢筋制作，所述连接杆1的下端带有外螺纹，外螺纹长度为25mm。钢垫环Ⅰ2为圆环结构，钢垫环Ⅰ2采用5mm厚钢板制作，钢垫环Ⅰ2的外径为100mm，钢垫环Ⅰ2的中间为可穿过连接杆1的通孔。所述钢垫环Ⅰ2套装并在所述连接杆1上，钢垫环Ⅰ2穿过连接杆1处与连接杆1满焊连接，并且所述钢垫环Ⅰ2靠近连接杆1带有外螺纹的一端设置，本实施例中钢垫环Ⅰ2设置在距连接杆1的带有螺纹一端端部41m处。所述连接二衬钢筋部分为连接钩8，所述连接钩8呈J状，其包括直臂端801和弯钩部802，其直臂端801端头部分带有外螺纹，螺纹长度为25mm，其弯钩部802可容纳隧道二衬钢筋穿过。植入拱顶部分的连接杆1的上端固定植入在

4

CN 212337329 U

说　明　书

3/3页

隧道拱顶初期支护9内，植入拱顶部分的连接杆1的下端穿出隧道的防水板4并位于所述防水板4的下方。植入拱顶部分的钢垫环Ⅰ2位于所述防水板4上方并紧贴隧道拱顶初期支护9的下表面。在所述防水板4下部的连接杆1上套装有钢垫环Ⅱ6，钢垫环Ⅱ6厚5mm，直径为100mm，中间孔直径为20mm。在防水板4与钢垫环Ⅰ2之间设置有橡胶止水垫3，在防水板4与钢垫环Ⅱ6之间设置有橡胶止水垫5，钢垫环Ⅱ6、橡胶止水垫5、防水板4、橡胶止水垫3、钢垫环Ⅰ2通过连接在连接杆1下端的螺纹套筒7紧固在一起。螺纹套筒7具有可与连接杆1下端的外螺纹及连接钩8直臂端的外螺纹相配合的内螺纹。所述连接钩8的直臂端通过螺纹连接在所述螺纹套筒7的下端。[0020]为便于安装，设置在钢垫环Ⅰ2和防水板4之间的橡胶止水垫3粘结在所述钢垫环Ⅰ2上。

[0021]上述大断面隧道二衬钢筋拱顶固定装置的施工方法是：包括如下步骤：[0022](a)制作植入拱顶部分和连接二衬钢筋部分：如附图2-图4所示，按照设计分别加工制作植入拱顶部分和连接二衬钢筋部分。钢筋制作时两端采用钢筋切割机进行切割，以保证其断面平整。钢垫环Ⅰ2与连接杆1焊接完成后，需做好防腐处理。由于隧道开挖及初期支护不平整，造成拱顶各点固定装置长度不一致，因此连接二衬钢筋部分的直臂端801的长度通过现场实际测量的长度完成制作。[0023](b)安装植入拱顶部分：采用锚固胶将植入拱顶部分的连接杆1的上端植入隧道拱顶初期支护9(或围岩)内，植入深度为240mm，然后将橡胶止水垫3粘结固定在钢垫环Ⅰ2下部，然后安装隧道外包防水板4，连接杆1下端穿过防水板4后，在防水板4下部的连接杆1上依次安装橡胶止水垫5和钢垫环Ⅱ6，然后在连接杆1下端安装螺纹套筒7并进行紧固，紧固力矩值不小于100N.m。至此，本实用新型中的植入拱顶部分安装完毕，如图5所示。[0024](c)将连接二衬钢筋部分的连接钩8的直臂端801拧入所述螺纹套筒7的下端，隧道二衬钢筋10穿过所述连接钩8的弯钩部802，通过所述连接钩8的弯钩部802连接隧道二衬钢筋10实现隧道二衬钢筋10锚固于拱顶的目的，确保二衬钢筋安装质量要求。安装后如附图1所示。

[0025]本实用新型能将隧道二衬钢筋锚固于隧道拱顶，确保隧道二衬钢筋安装的稳定性，同时解决了防水问题，保证了隧道二衬钢筋安装质量及施工安全。本实用新型尤其适用于大断面隧道，具有操作简单、适用性强、成本低廉、实用性高等优点。[0026]本实施例中的其他部分均为现有技术，在此不再赘述。

5

CN 212337329 U

说　明　书　附　图

1/3页

图1

6

CN 212337329 U

说　明　书　附　图

2/3页

图2

图3

7

CN 212337329 U

说　明　书　附　图

3/3页

图4

图5

8