胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构及施工方法技术

本发明专利技术公开了胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构及施工方法，它包括胎体，所述胎体的两侧浇筑泡沫混凝土，所述泡沫混凝土的两侧面通过倒扣密封，所述倒扣的一端锚固在岩体的内部，另一端固定安装有工字钢，所述工字钢将泡沫混凝土密封在两个倒扣之间；所述胎体分为三段结构，在隧道左右两侧各安装一段，在隧道拱顶安装有一段，其拱顶的胎体和左右两侧的胎体之间通过箍筋固定相连，所述箍筋和胎体之间的间隙采用泡沫混凝土进行填充；所述隧道左右两侧胎体的顶部和底部各安装有一个自动卸压阀，所述隧道拱顶的胎体中部安装有一个自动卸压阀。造价低，施工容易，实用性强，达到更好的安全要求的支护结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道支护
，尤其涉及一种胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构，本新型的隧道支护技术，胎体和泡沫混凝土联合使用，使得其运用范围更广泛，能更好解决实际工程中存在的一些问题，可以更好得解决传统支护变形破坏坍塌问题。
技术介绍
目前隧道支护主要是初期锚喷方式，二次衬砌等。这些方法能够有效的承受隧道岩体的压力，但是围岩的压力是直接加在这些支护结构上的，导致这些支护结构变形大而缩短寿命。整个围岩变形是一个有一定持续时间的过程，导致施工工期变长，后期维护费用也增加，本胎式隧道支护技术就是致力于这一类问题研究的成果。胎体中的压力随着围岩变形而变化，达到自动调节的目的，减少后期人工维护费用。在地震过程中，洞口处由于胎体中流体的作用，减小洞口变形。当隧道受横向和纵向剪力作用时，由于胎体中的流体可以自由变形，从而减少隧道变形，延迟使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决上述
技术介绍
中存在的不足，提供一种造价低，施工容易，实用性强，达到更好的安全要求的支护结构。为了解决上述技术问题，本专利技术提出以下技术方案：胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构，它包括胎体，所述胎体的两侧浇筑泡沫混凝土，所述泡沫混凝土的两侧面通过倒扣密封，所述倒扣的一端锚固在岩体的内部，另一端固定安装有工字钢，所述工字钢将泡沫混凝土密封在两个倒扣之间；所述胎体分为三段结构，在隧道左右两侧各安装一段，在隧道拱顶安装有一段，其拱顶的胎体和左右两侧的胎体之间通过箍筋固定相连，所述箍筋和胎体之间的间隙采用泡沫混凝土进行填充；所述隧道左右两侧胎体的顶部和底部各安装有一个自动卸压阀，所述隧道拱顶的胎体中部安装有一个自动卸压阀。所述泡沫混凝土的强度根据配比控制在0.5-22.2Mpa之间，胎体两侧泡沫混凝土的浇灌厚度控制在5-50cm之间。所述倒扣采用钢板材料制成，其厚度为20-60cm。所述胎体的截面为椭圆形，胎体内填充流体。所述流体包括砂子、水和空气。所述胎体沿着隧道长度方向每隔50-80cm布置一个。所述泡沫混凝土的浇筑长度比工字钢的翼缘板两侧长5cm。胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构的施工方法，它包括以下步骤：S1：勘测工程围岩应力，并进行隧洞开挖；S2：根据已测围岩应力确定泡沫混凝土的强度、浇筑厚度，以及胎体抗压域值，在胎体中加压至胎体承压极值压力的80%，并且在指定位置安装好自动卸压阀；S3：隧道拱顶安装一段胎体；S4：支护泡沫混凝土的模板，浇筑泡沫混凝土，并安装工字钢和倒扣；S5：安装左右两侧的两段胎体；S6：支护泡沫混凝土的模板；S7：浇筑泡沫混凝土，并预埋箍筋及安装工字钢；S8：进行二次衬砌支护。本专利技术有如下有益效果：1、因为泡沫混凝土增加了胎体的侧限作用，防止胎体被围岩棱角刺破，解决了爆胎问题。2、泡沫混凝土的抗压强度可以灵活调节。3、泡沫混凝土缓解了胎体的变形。4、缩短了施工工期，延长了隧道的使用寿命；减少维护费用，造价低。5、减小地震作用的破坏。6、抵抗纵横向剪力的破坏。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术的胎体截面图。图2是本专利技术的隧道截面图。图3是本专利技术的胎体空间结构示意图。图4是本专利技术的箍筋平面图。图中：胎体1、泡沫混凝土2、工字钢3、自动卸压阀4、箍筋5、岩体6、倒扣7。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式做进一步的说明。如图1-4，胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构，它包括胎体1，所述胎体1的两侧浇筑泡沫混凝土2，所述泡沫混凝土2的两侧面通过倒扣7密封，所述倒扣7的一端锚固在岩体6的内部，另一端固定安装有工字钢3，所述工字钢3将泡沫混凝土2密封在两个倒扣7之间；所述胎体1分为三段结构，在隧道左右两侧各安装一段，在隧道拱顶安装有一段，其拱顶的胎体和左右两侧的胎体之间通过箍筋5固定相连，所述箍筋5和胎体1之间的间隙采用泡沫混凝土2进行填充；所述隧道左右两侧胎体1的顶部和底部各安装有一个自动卸压阀4，所述隧道拱顶的胎体1中部安装有一个自动卸压阀4。进一步的，所述泡沫混凝土2的强度根据配比控制在0.5-22.2Mpa之间，胎体两侧泡沫混凝土的浇灌厚度控制在5-50cm之间。具体取值可根据实际工程情况而定。建筑行业标准JG/T266-2011对泡沫混凝土的定义、优点为：绿色环保，凝固后无排放物产生，不受环境因素变质变形，施工进度极快，缩短施工周期，节约施工成本，可取代过去的陶粒轻质混凝土和加气碎块混凝土；性质为：保温隔热，导热系数0.053，隔音性好10cm厚度隔音度65分贝等优点。进一步的，所述倒扣7采用钢板材料制成，其厚度为20-60cm，具体取值可根据实际工程情况而定。进一步的，所述胎体1的截面为椭圆形，具体尺寸有实际工程条件受力分析确定，胎体内填充流体。进一步的，所述流体包括砂子、水和空气。通过采用上述的流体能够起到很好的缓冲作用，有效的保护了胎体1免受伤害，延长了其使用寿命。进一步的，所述胎体1沿着隧道长度方向每隔50-80cm布置一个。进一步的，所述泡沫混凝土2的浇筑长度比工字钢3的翼缘板两侧长5cm。更进一步说明，胎体1连接部分要预留出箍筋5的位置，自动卸压阀4可以根据岩体的变形自动卸压。本专利技术的施工方法：1、勘测工程围岩应力，并进行隧洞开挖；2、根据已测围岩应力确定泡沫混凝土的强度、浇筑厚度，以及胎体抗压域值，在胎体中加压至胎体承压极值压力的80%，并且在指定位置安装好自动卸压阀；3、隧道拱顶安装一段胎体；4、支护泡沫混凝土的模板，浇筑泡沫混凝土，并安装工字钢和倒扣；5、安装左右两侧的两段胎体；6、支护泡沫混凝土的模板；7、浇筑泡沫混凝土，并预埋箍筋及安装工字钢；8、进行二次衬砌支护。本专利技术的具体施工过程如下：在隧道开挖后，将开挖出的部分锚固钢丝网，再在胎体中加压至胎体承压极值压力的80%，并且在指定位置安装好自动卸压阀。首先在隧道拱顶安装一段胎体，再支护泡沫混凝土的模板和浇筑泡沫混凝土，并安装工字钢，最后将左右两侧的两段胎体和泡沫混凝土支模后一起浇筑，在胎体连接的地方用箍筋固定，安装工字钢和倒扣并根据实际情况调节胎体压力，胎体在隧道长度方向上每隔50至80cm布置一个。在施工完成后，隧道岩体开始变形，压迫胎体，这时就需要胎体内足够强大的压力，进过一段时间，自动泄压阀会根据胎体的变形情况适当减小压力，直到它不再泄压，岩体与支护达到受力平衡。通过上述的说明内容，本领域技术人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改都在本专利技术的保护范围之内。本专利技术的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。本文档来自技高网...

【技术保护点】
胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构，其特征在于：它包括胎体（1），所述胎体（1）的两侧浇筑泡沫混凝土（2），所述泡沫混凝土（2）的两侧面通过倒扣（7）密封，所述倒扣（7）的一端锚固在岩体（6）的内部，另一端固定安装有工字钢（3），所述工字钢（3）将泡沫混凝土（2）密封在两个倒扣（7）之间；所述胎体（1）分为三段结构，在隧道左右两侧各安装一段，在隧道拱顶安装有一段，其拱顶的胎体和左右两侧的胎体之间通过箍筋（5）固定相连，所述箍筋（5）和胎体（1）之间的间隙采用泡沫混凝土（2）进行填充；所述隧道左右两侧胎体（1）的顶部和底部各安装有一个自动卸压阀（4），所述隧道拱顶的胎体（1）中部安装有一个自动卸压阀（4）。

【技术特征摘要】
1.胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构，其特征在于：它包括胎体（1），所述胎体（1）的两侧浇筑泡沫混凝土（2），所述泡沫混凝土（2）的两侧面通过倒扣（7）密封，所述倒扣（7）的一端锚固在岩体（6）的内部，另一端固定安装有工字钢（3），所述工字钢（3）将泡沫混凝土（2）密封在两个倒扣（7）之间；所述胎体（1）分为三段结构，在隧道左右两侧各安装一段，在隧道拱顶安装有一段，其拱顶的胎体和左右两侧的胎体之间通过箍筋（5）固定相连，所述箍筋（5）和胎体（1）之间的间隙采用泡沫混凝土（2）进行填充；所述隧道左右两侧胎体（1）的顶部和底部各安装有一个自动卸压阀（4），所述隧道拱顶的胎体（1）中部安装有一个自动卸压阀（4）。2.根据权利要求1所述的胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构，其特征在于：所述泡沫混凝土（2）的强度根据配比控制在0.5-22.2Mpa之间，胎体两侧泡沫混凝土的浇灌厚度控制在5-50cm之间。3.根据权利要求1所述的胎式衬砌与泡沫混凝土联合使用的支护结构，其特征在于：所述倒扣（7）采用钢板材料制成，其厚度为20-60cm。4.根据权利要求1所述的胎式...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，颜溧洲，支永艳，雷岚，王连，王飞，班晓玲，李雪婷，杨帆，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42