可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系及工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系及工艺，包括多个沿隧道环向设置的约束充填衬砌单体，约束充填衬砌单体之间连接有约束让压套筒；约束充填衬砌单体包括约束壳，约束壳内部为充填体；沿约束壳外弧表面与内弧表面穿过安装有预应力锚栓；约束壳内弧表面侧开设有若干锚索孔，锚索孔内部利用自锁式让压托盘穿过安装有预应力锚索；所述的预应力锚栓施加有预应力，可对约束壳及内部充填体产生径向挤压，使预应力锚栓、约束壳、充填体三者共同形成复合承载结构；当隧道外部围岩压力超过约束让压套筒及自锁式让压托盘设定的让压值时，整个衬砌支护体系可实现沿隧道环向及径向的让压吸能。

【技术实现步骤摘要】
可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系及工艺
本专利技术涉及隧道支护
，尤其涉及一种可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系及工艺。
技术介绍
当前，随着世界各地城市现代化进程的加快，城市地面交通压力越来越大，交通堵塞、环境污染等问题日益突出，给人民生活质量带来了诸多不利影响。在此背景下，通过修建各种各样的隧道或地下工程(城市地铁、公路隧道、铁路隧道、水下隧道、市政隧道等)，可节约地表资源，且环保节能，是缓解上述问题的有效途径之一。而且，随着当今经济与科技的发展，我国各个地区修建隧道的数量与规模也是逐年提高。比如，在未来20年我国将建设上万公里公路、铁路隧道，特长隧道将超过2000公里。当隧道开挖后，及时施作安全高效的支护体系，是隧道施工及运营安全的重要保障。传统的隧道支护体系常包括以下构件：锚杆、锚索、喷射混凝土、模注混凝土衬砌、钢筋网等，但普遍存在以下问题：①由于现场隧道施工工作面狭小，且上述支护构件种类繁多、施作工艺繁琐，严重制约了隧道施工进度；②由于各构件均需现场施作，耗时较长，难以对开挖后的围岩提供及时可靠的支护阻力；③当隧道埋深较大，地应力水平较高时，传统的支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系，其特征在于，包括多个沿隧道环向设置的约束充填衬砌单体，且相邻的约束充填衬砌单体之间设有约束让压套筒，约束让压套筒与约束充填衬砌单体拼接相连；每个所述的约束充填衬砌单体包括约束壳，所述的约束壳内部为充填体Ⅰ；所述的约束壳外弧表面侧与隧道围岩接触，内弧表面侧朝向隧道内部空间；约束壳外弧表面与内弧表面均匀间隔开设有多个相同位置的螺栓孔，沿外弧、内弧表面相同位置螺栓孔部位穿过安装有预应力锚栓；约束壳内弧表面侧还开设有若干锚索孔，锚索孔内部安装有自锁式让压托盘，预应力锚索依次穿过自锁式让压托盘及约束壳外弧表面并伸入隧道围岩内部进行安装固定；所述的预应力锚栓...

【技术特征摘要】
1.可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系，其特征在于，包括多个沿隧道环向设置的约束充填衬砌单体，且相邻的约束充填衬砌单体之间设有约束让压套筒，约束让压套筒与约束充填衬砌单体拼接相连；每个所述的约束充填衬砌单体包括约束壳，所述的约束壳内部为充填体Ⅰ；所述的约束壳外弧表面侧与隧道围岩接触，内弧表面侧朝向隧道内部空间；约束壳外弧表面与内弧表面均匀间隔开设有多个相同位置的螺栓孔，沿外弧、内弧表面相同位置螺栓孔部位穿过安装有预应力锚栓；约束壳内弧表面侧还开设有若干锚索孔，锚索孔内部安装有自锁式让压托盘，预应力锚索依次穿过自锁式让压托盘及约束壳外弧表面并伸入隧道围岩内部进行安装固定；所述的预应力锚栓与约束壳内弧、外弧表面垂直，并施加有预应力，可对约束壳及内部充填体Ⅰ产生径向挤压，使预应力锚栓、约束壳、充填体Ⅰ三者共同形成复合承载结构，共同抵抗外部隧道围岩压力作用；当外部隧道围岩压力超过所述约束让压套筒及自锁式让压托盘设定的让压值时，所述的约束让压套筒在约束充填衬砌单体挤压作用下可环向内缩，使整个衬砌支护体系沿隧道环向实现让压吸能，同时所述的自锁式让压托盘在预应力锚索挤压作用下可径向内缩，使整个衬砌支护体系沿隧道径向实现让压吸能。2.如权利要求1所述的可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系，其特征在于，所述的约束让压套筒为一沿隧道轴向具有相同横截面的筒状结构，长度与约束充填衬砌单体宽度一致；所述的筒状结构包括约束波纹壳，约束波纹壳内部为充填体Ⅱ；所述的约束波纹壳在靠近隧道围岩侧及隧道内部空间侧分别沿隧道环向设置为波浪式的起伏结构；所述的充填体Ⅱ的强度低于所述的充填体Ⅰ的强度。3.如权利要求1所述的可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系，其特征在于，所述的自锁式让压托盘为一体成型的筒状结构，其包括靠近隧道内部空间侧的外端部位Ⅰ和靠近隧道围岩侧的内端部位Ⅱ；所述的外端部位Ⅰ的外圈表面为圆柱形，内圈部位设有锥形槽，锥形槽内部设有锁片，通过利用锁片及锥形槽可用于预应力锚索在靠近隧道内部空间侧端部的固定；所述的内端部位Ⅱ的外壁在沿自锁式让压托盘轴向设置为波浪式的起伏结构；圆筒状结构的内端部位Ⅱ的壁厚小于外端部位Ⅰ的壁厚。4.如权利要求1所述的可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系，其特征在于，位于每个约束充填衬砌单体的约束壳的外弧、内弧表面中心部位的预应力锚栓杆体为中空状。5.如权利要求4所述的可让压吸能的隧道预应力约束充填衬砌支护体系，其特征在于，所述的中空状的预应力螺栓杆体在靠近约束壳内弧表面侧端部安装有止浆阀，当打开止浆阀时可通过中心部位的预应力锚栓外端部位进行注浆，待衬砌壁后注浆完成后，可将其关闭，避免产生注浆浆液外流现象。6.如权利要求1所述的可让压吸能的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王洪涛，刘平，刘璐瑶，王军，王德超，门燕青，李晓静，杨勇，张欣，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：山东,37