一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构，涉及隧道设计与施工技术领域。包括若干个预制支护节段，在现场拼装组成整体让压支护结构，在整体让压支护结构的两侧拱脚处均设有锁脚锚管；预制支护节段在工厂预制时预先埋设监测线路及监测元件，在两相邻预制支护节段的相接处设有让压件，预制支护节段的两端分别设有一个端部纵向肋梁，让压件设于两相邻端部纵向肋梁之间，连接件将两相邻端部纵向肋梁连接在一起；在两端部纵向肋梁之间设置若干中间纵向肋梁，在两端部纵向肋梁的两边分别设有一个环向肋梁。本发明专利技术可替代常规的锚喷初期支护，具有工厂化生产、机械化拼装、支护作用发挥早、恒阻变形让压的特点。的特点。的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构


[0001]本专利技术属于隧道设计与施工
，更具体地说，是涉及一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构。

技术介绍

[0002]目前，建筑业正向“创新、协调、人文、低碳”的智能化建造理念转变，以构件工厂化、施工机械化、管理信息化为特征的装配式结构已在工业和民用建筑、城市轨道交通区间结构等工程中得到较多应用。在山岭隧道工程，尤其是复杂艰险山区的隧道工程中，由于现场施工技术人员数量逐年减少，隧道工程建设“以机代人”更成为现实需求，但预制装配式支护在山岭隧道建设中的应用，国内外研究尚处于起步阶段。
[0003]随着我国西部交通基础设施的加快建设，复杂艰险山区的深埋软岩隧道越来越多，让压支护逐渐成为深埋软岩隧道变形控制的重要手段，工程界和科学界基于常规的锚喷支护手段，做了大量的让压支护的研究工作，但由于常规锚喷支护结构装配化程度低，在工程实践中的施工质量难以保证，深埋软岩隧道让压支护的结构设计及施工仍是当前亟待解决的难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构，该支护结构可替代常规的锚喷初期支护，具有工厂化生产、机械化拼装、支护作用发挥早、恒阻变形让压的特点。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构，包括若干个预制支护节段，若干个所述预制支护节段在现场拼装组成整体让压支护结构，在所述整体让压支护结构的两侧拱脚处均设有锁脚锚管，所述锁脚锚管支撑所述整体让压支护结构；所述预制支护节段在工厂预制时预先埋设监测线路及监测元件，在两相邻所述预制支护节段的相接处设有让压件，所述让压件为可压缩体，在所述预制支护节段的两端分别设有一个端部纵向肋梁，所述让压件设于两相邻所述端部纵向肋梁之间，连接件将两相邻所述端部纵向肋梁连接在一起；在两所述端部纵向肋梁之间相互平行且间隔设置若干中间纵向肋梁，在两所述端部纵向肋梁的两边分别设有一个环向肋梁。
[0006]优选地，所述预制支护节段设有支护背板，在所述支护背板上还设有若干多功能孔和若干锚杆孔，通过所述多功能孔可完成预应力锚杆(索)的安装、围岩注浆改良和支护结构背后灌浆，通过所述锚杆孔可安装系统锚杆。
[0007]优选地，所述多功能孔沿所述预制支护节段的长度方向单列间隔布置，两相邻所述多功能孔的间距为1m
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1.2m，所述锚杆孔采用梅花形布置，两所述锚杆孔沿所述预制支护节段的长度方向的距离为1m
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1.5m，沿所述预制支护节段的宽度方向的距离位0.5m
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1m，所述锚杆孔的孔径小于等于6cm。
[0008]优选地，所述预制支护节段采用预应力混凝土或型钢混凝土或钢筋混凝土或型钢结构。
[0009]优选地，所述预制支护节段采用钢筋混凝土结构，所述中间纵向肋梁和所述环向肋梁的高度均为20cm
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30cm，所述支护背板的厚度为6cm
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10cm。
[0010]优选地，所述让压件为多孔可压缩材料让压结构。
[0011]优选地，所述让压件为金属屈曲让压结构。
[0012]优选地，所述让压件为金属弹簧让压结构。
[0013]优选地，所述连接件为抗剪螺栓或销轴。
[0014]本专利技术的施工步骤为：
[0015]步骤一：深埋软岩隧道采用围岩预加固措施，使之可用微台阶法或全断面法开挖；
[0016]步骤二：隧道开挖及出渣排险后，挂网初喷混凝土或水泥砂浆封闭围岩；
[0017]步骤三：分节段安装预制支护节段，各节段间安装让压件，并用连接件将相邻的端部纵向肋梁连接；
[0018]步骤三：施工锁脚锚管作为整体让压支护结构的拱脚支撑；
[0019]步骤四：临时封堵锚杆孔，利用多功能孔实施支护背后灌无收缩浆液，确保围岩和支护背板与围岩间填充均匀密实；
[0020]步骤五：利用锚杆孔实施系统锚杆施作，系统锚杆用全长无收缩浆液粘结锚固，并与围岩注浆加固同步实施；
[0021]步骤六：当让压支护结构达到设计让压变量，利用多功能孔施作预应力锚杆(索)，发挥减小支护结构环向跨度的力学作用；
[0022]步骤七：当围岩压力和变形稳定后，对环向肋梁与中间纵向肋梁以及端部纵向肋梁形成的方格凹槽喷射混凝土补喷找平，并铺设防水板和施作衬砌结构。
[0023]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0024]1、本专利技术不仅建造速度快，节约人力资源，还能有效降低施工过程中的建筑垃圾，减少扬尘和噪声等环境污染；
[0025]2、本专利技术综合利用机械化安装技术、预制装配式技术、智能监测技术、新型支护结构及材料，促进了装配式建筑在隧道工程智能化建造中的应用；
[0026]3、本专利技术可以替代常规的钢拱架+喷射混凝土让压支护，快速提供初始支护阻力，阻止围岩劣化，实现恒阻变形，降低围岩稳定需要的支护阻力，确保隧道施工作业安全；
[0027]4、本专利技术中的让压件可采用多孔可压缩材料、金属屈曲型构造、金属弹簧等构造形式，让压量可根据需要灵活设计，节点通过抗剪销轴或螺栓连接，满足抗剪及整体受力要求；
[0028]5、本专利技术实现了装配式技术和隧道让压支护技术的结合，实现了“柔刚
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刚柔
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强刚”的变刚度支护；
[0029]6、本专利技术的支护背板上设置的多功能孔和锚杆孔，可以实现支护背后灌浆、系统锚杆和预应力锚杆(索)支护、围岩注浆改良等传统工艺与装配式结构的结合，提高支护结构的力学性能；
[0030]7、本专利技术的预制支护节段可以预埋监控量测传感元器件及数据采集网络，有利于实现监控量测的自动化；
[0031]8、本专利技术实现了隧道初期支护的全环预制装配，提升了隧道机械化、信息化、智能化建造水平。
附图说明
[0032]图1是本专利技术的整体结构示意图；
[0033]图2是两个相接的预制支护节段的展开图；
[0034]图3是图2中的A
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A剖面视图；
[0035]图4是图2中的B
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B剖面视图；
[0036]图5是让压件连接结构的第一个实施例的主视图和剖面视图；
[0037]图6是让压件连接结构的第二个实施例的主视图和剖面视图；
[0038]图7是让压件连接结构的第三个实施例的主视图和剖面视图；
[0039]图中：1、预应力锚杆(索)；2、系统锚杆；3、预制支护节段；4、让压件；5、锁脚锚管；6、端部纵向肋梁；7、环向肋梁；8、中间纵向肋梁；9、多功能孔；10、锚杆孔；11、连接件；12、支护背板。
具体实施方式
[0040]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构，其特征在于，包括若干个预制支护节段(3)，若干个所述预制支护节段(3)在现场拼装组成整体让压支护结构，在所述整体让压支护结构的两侧拱脚处均设有锁脚锚管(5)，所述锁脚锚管(5)支撑所述整体让压支护结构；所述预制支护节段(3)在工厂预制时预先埋设监测线路及监测元件，在两相邻所述预制支护节段(3)的相接处设有让压件(4)，所述让压件(4)为可压缩体，在所述预制支护节段(3)的两端分别设有一个端部纵向肋梁(6)，所述让压件(4)设于两相邻所述端部纵向肋梁(6)之间，连接件(11)将两相邻所述端部纵向肋梁(6)连接在一起；在两所述端部纵向肋梁(6)之间相互平行且间隔设置若干中间纵向肋梁(8)，在两所述端部纵向肋梁(6)的两边分别设有一个环向肋梁(7)。2.根据权利要求1所述的一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构，其特征在于，所述预制支护节段(3)设有支护背板(12)，在所述支护背板(12)上还设有若干多功能孔(9)和若干锚杆孔(10)，通过所述多功能孔(9)可完成预应力锚杆(索)(1)的安装、围岩注浆改良和支护结构背后灌浆，通过所述锚杆孔(10)可安装系统锚杆(2)。3.根据权利要求2所述的一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构，其特征在于，所述多功能孔(9)沿所述预制支护节段(3)的长度方向单列间隔布置，两相邻所述多功能孔(9)的间距为1m
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1.2m，所述锚杆孔(10)采用梅花形布置，两所述锚杆孔(10)沿所述预制支护节段(3)的长度方向的距离为1m
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1.5m，沿所述预制支护节段(3)的宽度方向的距离位0.5m
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1m，所述锚杆孔(10)的孔径小于等于6cm。4.根据权利要求1所述的一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构，其特征在于，所述预制支护节段(3)采用预应力混凝土或型钢混凝土或钢筋混凝土或型钢结构。5.根据权利要求4所述的一种适用于深埋软岩隧道的装配式井字梁板拱让压支护结构，其特征在于，所述预制支...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷升祥，赵伟，杜孔泽，肖清华，贺丽娟，王洪坤，刘建国，韩翔宇，陈桥枫，李聪明，
申请(专利权)人：中铁十八局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：