技术领域
[0001] 本
发明涉及隧道施工领域。更具体地说，本发明涉及一种适用于隧道的可拼装式钢管混凝土临时仰拱。
背景技术
[0002] 在富
水软弱
破碎的山岭隧道施工中，当隧道开挖断面较大时，隧道开挖后常表现出
变形大、收敛快等特点，即使采用微台阶法进行隧道开挖，掌子面及时跟进，隧道变形通常也难以有效得到控制，造成隧道内初支钢拱架侵限净空、多次拆换拱架，甚至出现隧道塌方关
门等现象。为同时兼顾施工进度和施工安全，现常采用临时仰拱的方法进行过渡施工，采用工字钢作为仰拱进行上、中台阶临时仰拱的施作，及时将初支钢拱架封闭成环，以有效控制隧道收敛和沉降变形。当中下台阶跟进后，再对所施作的临时仰拱进行
氧割
切除处理。
[0003] 采用工字钢作为临时仰拱进行支护，可有效控制隧道收敛和沉降变形，但钢材耗损量大，切割、受
力变形后的工字钢只能做折旧处理，当围岩压力过大时，所施作的临时仰拱常在连接不紧密、
焊接不牢固处发生失稳、曲折等现象，造成支护结构的整体失稳。因此，设计一种强度高、成本低、易拼装、易拆除、可重复利用的临时仰拱对于降低成本以及保障施工安全十分重要。
发明内容
[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
[0005] 本发明还有一个目的是提供一种适用于隧道的可拼装式钢管混凝土临时仰拱，具有强度高、成本低、易拼装、易拆除、可重复利用的特点，起到降低施工成本，保障施工安全的有益效果。
[0006] 为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种适用于隧道的可拼装式钢管混凝土临时仰拱，包括：
[0007] 多个节段钢管，所述节段钢管内填充刚性材料层，所述节段钢管为弧形；
[0008] 多个
法兰盘，所述法兰盘固定在所述节段钢管的侧面端口上，所述法兰盘上开设有多个第一螺孔；
[0009] 相邻的两个节段钢管之间通过所述法兰盘进行连接，以形成所述临时仰拱，其中，相邻的两个法兰盘之间通过
螺栓固定。
[0010] 优选的是，所述节段钢管内填充的刚性材料层的材料为混凝土。
[0011] 优选的是，所述法兰盘之间设有
垫片，所述垫片上设有多个第二螺孔，所述第一螺孔与所述第二螺孔一一对应。
[0012] 优选的是，所述垫片为至少一个，所述垫片为圆盘形，所述垫片为金属材料，且所述垫片表面敷设
橡胶层，其中，所述垫片的外径不小于所述法兰盘的外径。
[0013] 优选的是，所述临时仰拱的两端与隧道内的初支钢拱架固定，所述初支钢拱架上设有脚板连接件，所述脚板连接件与所述临时仰拱两端的法兰盘通过螺栓固定。
[0014] 优选的是，所述临时仰拱两端的节段钢管的法兰盘设有连接单元，所述连接单元包括卡扣、
连接杆、至少一个
丝杆，所述丝杆的螺杆与所述法兰盘转动连接，所述丝杆的
螺母与所述卡扣的一端铰接，所述卡扣的另一端与所述连接杆一端固定，所述连接杆另一端与所述初支钢拱架抵接。
[0015] 优选的是，所述初支钢拱架上固定有槽钢，所述连接杆另一端置于所述槽钢内且与所述初支钢拱架抵接。
[0016] 优选的是，所述连接单元中与所述卡扣铰接的丝杆为4个。
[0017] 优选的是，所述槽钢上方与所述初支钢拱架之间设有第一
支撑杆，所述槽钢上方与所述第一支撑杆之间设有第二支撑杆，其中，所述第一支撑杆的两端分别与所述槽钢、所述初支钢拱架固定，所述第二支撑杆的两端分别与所述槽钢、所述第一支撑杆固定。
[0018] 优选的是，所述连接杆远离所述节段钢管的一端设有缓冲
块。
[0019] 本发明至少包括以下有益效果：
[0020] 一、本发明中的临时仰拱的节段钢管之间通过螺栓连接，具有易拼接、易拆除、操作简便的特点；
[0021] 二、本发明中的临时仰拱在部分台阶完成后，可进行拆除、转移和再利用，具有减少资源浪费，降低施工成本的有益效果；
[0022] 三、本发明中的临时仰拱的节段钢管中填充混凝土，强度高、
质量可靠，起到保障施工安全的作用；
[0023] 四、本发明中的临时仰拱设有连接单元，调节连接单元的丝杆可使临时仰拱与初支钢拱架紧密连接，提高临时仰拱的承载能力。
[0024] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0025] 图1为本发明的其中一个技术方案的所述临时仰拱安装在隧道内的结构示意图；
[0026] 图2为本发明的其中一个技术方案的所述临时仰拱的结构示意图；
[0027] 图3为本发明的其中一个技术方案的所述节段钢管填充混凝土后的结构示意图；
[0028] 图4为本发明的其中一个技术方案的所述垫片的结构示意图；
[0029] 图5为本发明的其中一个技术方案的所述连接单元的结构示意图；
[0030] 图6为本发明的其中一个技术方案的所述连接杆与所述初支钢拱架连接
位置的细节图。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照
说明书文字能够据以实施。
[0032] 需要说明的是，在本发明的描述中，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0033] 如图1～6所示，本发明提供一种适用于隧道的可拼装式钢管混凝土临时仰拱，包括：
[0034] 多个节段钢管8，所述节段钢管8内填充刚性材料层，刚性材料层的材料有很多种，比如
水泥，比如水泥与钢材的混合物，比如混凝土，所述节段钢管8为弧形；
[0035] 多个法兰盘5，所述法兰盘5固定在所述节段钢管8的侧面端口上，所述法兰盘5上开设有多个第一螺孔7；
[0036] 相邻的两个节段钢管8之间通过所述法兰盘5进行连接，以形成所述临时仰拱3，其中，相邻的两个法兰盘5之间通过螺栓固定。
[0037] 在上述技术方案中，根据隧道内临时仰拱施工区段的台阶和断面情况确定临时仰拱的形状和尺寸；再根据临时仰拱的形状和尺寸选取符合规格的钢管，要求钢管的直径、钢材的强度以及钢管的壁厚合规，确保钢管不易被破坏，且钢管重量不宜过重，避免影响后期的施工和转移；对所选钢管进行长度和
曲率的加工，使钢管符合临时仰拱的尺寸要求；将加工后的钢管进行分段切割，节段钢管切口处平顺，切割长度根据受力的合理性以及拼装转移的便利性确定；切割后的节段钢管两端焊接法兰盘，法兰盘用于固定相邻的两个节段钢管；节段钢管内填充刚性材料，增加节段钢管的强度，防止车辆通过时使钢管变形过大而报废，同时提供足够的支撑力来有效控制隧道沉降变形；最后进行临时仰拱的拼装，相邻的两个节段钢管通过法兰盘连接，两个法兰盘之间通过高强螺栓固定。节段钢管之间通过螺栓固定便于在隧道内下台阶及时跟进后进行拆除，拆除的节段钢管可再利用。
[0038] 在另一种技术方案中，所述节段钢管8内填充的刚性材料层6的材料为混凝土。混凝土的硬度高，耐性好，质量可靠，混凝土可根据要求进行配比选型，填充节段钢管后能够加大钢管的强度和
刚度，满足临时仰拱强度的要求，在减少钢材用量的同时提高临时仰拱的强度，保障施工安全。
[0039] 在另一种技术方案中，所述法兰盘5之间设有垫片9，所述垫片9上设有多个第二螺孔10，所述第一螺孔7与所述第二螺孔10一一对应。垫片能够填充临时仰拱中节段钢管之间的间隙，垫片上的第二螺孔与法兰盘上的第一螺孔一一对应，能够保证螺栓将垫片紧密固定于两个法兰盘之间。
[0040] 在另一种技术方案中，所述垫片9为至少一个，所述垫片9为圆盘形，所述垫片9为金属材料，金属材料有很多种，比如钢，比如
铁，比如
合金，且所述垫片9表面敷设橡胶层，其中，所述垫片9的外径不小于所述法兰盘5的外径。垫片为金属材料具有强度，能够保障临时仰拱的强度，垫片表面敷设橡胶层能够进一步减小法兰盘之间的间隙，提高临时仰拱的密合性。
[0041] 在另一种技术方案中，所述临时仰拱3的两端与隧道内的初支钢拱架2固定，所述初支钢拱架2上设有脚板连接件，所述脚板连接件与所述临时仰拱3两端的法兰盘5通过螺栓固定。隧道内已开挖台阶1的顶部设有初支钢拱架，临时仰拱铺设在未开外台阶4上，临时仰拱的两端需与初支钢拱架及时搭接形成封闭结构，起到支撑防护的作用。在初支钢拱架与临时仰拱搭接的位置焊接脚板连接件，脚板连接件与法兰盘通过强度螺栓固定，便于临时仰拱的拆除。
[0042] 在另一种技术方案中，所述临时仰拱3两端的节段钢管8的法兰盘5设有连接单元，所述连接单元包括卡扣12、连接杆13、至少一个丝杆11，所述丝杆11的螺杆与所述法兰盘5转动连接，所述丝杆11的螺母与所述卡扣12的一端铰接，所述卡扣12的另一端与所述连接杆13一端固定，所述连接杆13另一端与所述初支钢拱架2抵接。临时仰拱通过连接单元与初支钢拱架连接，调节丝杆能够使临时仰拱与初支钢拱架紧密抵接，丝杆的螺母与卡扣的一端铰接，临时仰拱在水平方向的
角度能够有所调整，临时仰拱和初支钢仰拱形成的封闭结构更为稳固，同时连接杆与初支钢拱架相抵接，便于临时仰拱的拆除。
[0043] 在另一种技术方案中，所述初支钢拱架2上固定有槽钢15，所述连接杆13另一端置于所述槽钢15内且与所述初支钢拱架2抵接。连接杆置于槽钢中能够固定其与初支钢拱架连接的路径，同时槽钢是焊接在临时仰拱与初支钢拱架相接的位置，使临时仰拱与初支钢拱架连接更为紧密牢靠，提高密闭结构的
稳定性，同时连接杆与槽钢并未固定，便于临时仰拱的拆除。
[0044] 在另一种技术方案中，所述连接单元中与所述卡扣12铰接的丝杆11为4个。丝杆均匀分布于法兰盘上，卡扣与节段钢管之间受力均匀，增强了临时仰拱与初支钢拱架之间密闭结构的稳定性。
[0045] 在另一种技术方案中，所述槽钢15上方与所述初支钢拱架2之间设有第一支撑杆16，所述槽钢15上方与所述第一支撑杆16之间设有第二支撑杆17，其中，所述第一支撑杆16的两端分别与所述槽钢15、所述初支钢拱架2固定，所述第二支撑杆17的两端分别与所述槽钢15、所述第一支撑杆16固定。槽钢开口向上时，槽钢上开口位于初支钢拱架与第二支撑杆之间的部分设有盖板实现封口，防止固定杆前端上倾。槽钢、第一支撑杆和初支钢拱架形成三角结构，提高了临时仰拱与初支钢拱架连接处的稳定性，槽钢、第一支撑杆、第二支撑杆在三角结构内形成了一个小的三角结构，进一步提高了稳定性。
[0046] 在另一种技术方案中，所述连接杆13远离所述节段钢管8的一端设有缓冲块14，能够减轻调整丝杆时连接杆对于初支钢拱架的冲击。
[0047] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的
修改，因此在不背离
权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
