本发明涉及隧道施工，尤其涉及一种隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构及施工方法。
背景技术：
1、在辅助坑道转正洞施工中，与正洞交叉口加强环通常采用矩形门架，与加强拱架连接较差，无法起到加强结构强度作用，且开挖临空面大，容易造成围岩失稳，后续初支及二衬施工混凝土超耗较大，门架范围内三角区域结构外观过度生硬，防水施工成品质量差，且容易造成初喷材料损耗。
2、因此，需要研发出一种隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构及施工方法来解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构及施工方法。
2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
3、隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构，设置在辅助坑道与正洞相交处，辅助坑道包括沿着长度方向设置的多根拱形拱架，正洞包括沿着长度方向设置的多根正洞初期支护钢架，钢拱架挑顶结构包括锯齿形加强环；锯齿形加强环包括多根横梁、多根立柱，横梁与立柱交替分布且首尾连接，横梁与立柱形成为锯齿形门拱状结构；锯齿形加强环安装在靠近正洞的一根拱架上，且锯齿形加强环的上方与多根正洞初期支护钢架的一端连接。
4、具体地，位于顶部的一根横梁的中部、以及其余横梁的一端、以及位于两侧的立柱底部一侧均与靠近正洞的一根拱架固定连接。
5、具体地，在横梁、立柱与拱架之间的间隙处填充有沙袋。
6、具体地，多根正洞初期支护钢架的一端分别固定安装在多根横梁上。
7、隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构的施工方法，包括：
8、步骤a：辅助坑道在接近正洞施工时，根据辅助坑道与正洞拱顶间的高差，利用棚洞进行调坡，在施工棚洞时调整坡度逐渐抬升至正洞拱顶；
9、步骤b：根据辅助坑道与正洞斜交角度，按照辅助坑道设计支护参数要求加工制作交叉口段锯齿形加强环，使辅助坑道与正洞连接段平顺过渡；
10、步骤c：在靠近正洞处辅助坑道先完成辅助坑道拱架施工，拱架支护完成后，施工交叉口段锯齿形加强环；
11、步骤d：按垂直正洞走向采用矩形棚洞以上坡方式开挖至正洞中心位，然后再向前平坡开挖至正洞外侧上导坑拱脚位置处，棚架临时支护及时跟进；
12、步骤e：棚洞施工完毕后，按照设计支护措施安设正洞初期支护钢架，正洞初期支护钢架与锯齿形加强环连接。
13、具体地，步骤b中，辅助坑道与正洞斜交处拱架安装时，拱架按偏离法线方式布置，辅助坑道靠近正洞处的长边按照正常拱架步距设置，短边步距小于长边。
14、具体地，步骤c中，采用爆破方式开挖出锯齿形加强环断面，将锯齿形加强环安装在靠近正洞的一根拱架上，且锯齿形加强环的上方与多根正洞初期支护钢架的一端连接，在锯齿形加强环与拱架之间的间隙处填充沙袋。
15、具体地，在步骤d中，矩形棚架和棚洞施工，棚架采用i18型钢，间距100cm，并设置4根φ42锁脚锚管。
16、具体地，在步骤e中，在辅助坑道与正洞交叉处的多根正洞初期支护钢架的一端设置钢垫板，对应地在锯齿形加强环的多根横梁上设置连接板，将钢垫板与连接板通过螺栓连接，正洞初期支护钢架的另一端采用混凝土垫块支撑，在正洞初期支护钢架的分节和拱脚处各施作长4m的φ42锁脚锚管2根；相邻正洞初期支护钢架间设置φ6钢筋网片，网格间距25x25cm，再按照1.0x1.0m梅花形布置长度2.5m的直径22mm的砂浆锚杆，喷射混凝土强度c25，厚度25cm；棚洞内正洞初支施工完成后，进行正洞上台阶开挖及支护，待正洞上台阶开挖及支护完成约10m后封闭掌子面，再拆除棚洞另一侧临时支护，进行另一侧正洞上台阶开挖及支护。
17、本发明的有益效果在于：
18、本申请通过将传统挑顶工法中矩形加强环门架替换为锯齿形加强环门架，减小开挖面积，减小挑顶施工过程中钢拱架与混凝土使用量，提高施工质量同时减小对围岩的扰动；喷浆前利用沙袋堆码在锯齿型加强环的横梁上，并固定到位，减少喷浆量且避免后期破除喷射混凝土造成拱架破损。
1.隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构，设置在辅助坑道与正洞相交处，辅助坑道包括沿着长度方向设置的多根拱形拱架，正洞包括沿着长度方向设置的多根正洞初期支护钢架，其特征在于，钢拱架挑顶结构包括锯齿形加强环；锯齿形加强环包括多根横梁、多根立柱，横梁与立柱交替分布且首尾连接，横梁与立柱形成为锯齿形门拱状结构；锯齿形加强环安装在靠近正洞的一根拱架上，且锯齿形加强环的上方与多根正洞初期支护钢架的一端连接。
2.根据权利要求1所述的隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构及施工方法，其特征在于，位于顶部的一根横梁的中部、以及其余横梁的一端、以及位于两侧的立柱底部一侧均与靠近正洞的一根拱架固定连接。
3.根据权利要求2所述的隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构及施工方法，其特征在于，在横梁、立柱与拱架之间的间隙处填充有沙袋。
4.根据权利要求1所述的隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构及施工方法，其特征在于，多根正洞初期支护钢架的一端分别固定安装在多根横梁上。
5.根据权利要求1-4任一项所述的隧道辅助坑道锯齿型钢拱架挑顶结构的施工方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，步骤b中，辅助坑道与正洞斜交处拱架安装时，拱架按偏离法线方式布置，辅助坑道靠近正洞处的长边按照正常拱架步距设置，短边步距小于长边。
7.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，步骤c中，采用爆破方式开挖出锯齿形加强环断面，将锯齿形加强环安装在靠近正洞的一根拱架上，且锯齿形加强环的上方与多根正洞初期支护钢架的一端连接，在锯齿形加强环与拱架之间的间隙处填充沙袋。
8.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，在步骤d中，矩形棚架和棚洞施工，棚架采用i18型钢，间距100cm，并设置4根φ42锁脚锚管。
9.根据权利要求5所述的施工方法，其特征在于，在步骤e中，在辅助坑道与正洞交叉处的多根正洞初期支护钢架的一端设置钢垫板，对应地在锯齿形加强环的多根横梁上设置连接板，将钢垫板与连接板通过螺栓连接，正洞初期支护钢架的另一端采用混凝土垫块支撑，在正洞初期支护钢架的分节和拱脚处各施作长4m的φ42锁脚锚管2根；相邻正洞初期支护钢架间设置φ6钢筋网片，网格间距25x25cm，再按照1.0x1.0m梅花形布置长度2.5m的直径22mm的砂浆锚杆，喷射混凝土强度c25，厚度25cm；棚洞内正洞初支施工完成后，进行正洞上台阶开挖及支护，待正洞上台阶开挖及支护完成约10m后封闭掌子面，再拆除棚洞另一侧临时支护，进行另一侧正洞上台阶开挖及支护。
