研究采用現(xiàn)場對比試驗,為了使試驗結(jié)果有可比性,選取試驗條件基本相同的賀家莊洞身段作為試驗段,分別設置型鋼拱架段40m和格柵拱架段40m。內(nèi)容有:拱頂下沉、拱腳下沉、水平收斂、圍巖壓力、初支鋼架應力等。試驗結(jié)果表明:格柵拱架比型鋼拱架的沉降略大,水平收斂基本相等;格柵拱架比型鋼拱架應力小,且應力分布相對均勻;土壓力普遍很小,但格柵拱架土壓力更小些;掘進四榀鋼架(3.2m)后,鋼架沉降達總沉降的26%左右,大應力達總應力的33%左右。經(jīng)綜合分析認為型鋼拱架及格柵拱架均能適用于IV級黏質(zhì)老黃土,但格柵拱架更具優(yōu)越性。
超前小導管配合型鋼鋼架使用,應用于Ⅳ、Ⅴ級圍巖拱部超前注漿預支護,其縱向搭接長度不小于1m。
小導管加工時,鋼管與襯砌中線平行以8~14°仰角打入拱部圍巖。鋼管環(huán)向間距40cm。每打完一排鋼管后,超前小導管需要壓注水泥漿,等達到75%的強度后,開挖拱部及進行初噴、架設鋼架,初期支護完成后,隔2.40m再打下一排鋼管,超前小導管保持1.0m以上的搭接長度。為了超挖,應控制超前小導管打入角度,同時除排超前小導管外其余超前小導管必須從型鋼鋼架腹部穿過,并與型鋼拱架焊接,即要求型鋼拱架在制作工程中在型鋼腹板位置要求穿孔。
格柵鋼架:相對型鋼架具有柔性好、節(jié)約鋼材、后工序噴砼回彈少、與所噴砼結(jié)合,形成鋼筋砼結(jié)構。缺點是加工工作量大。
施工工序:初噴→拱架制作→安裝→縱向聯(lián)接筋加固→鎖腳錨桿→噴砼。