本发明专利技术公开了一种适用于深埋软岩隧道卸压释能的装配式密肋板拱支护结构，涉及隧道施工技术领域。包括拱部结构、边墙结构、底部结构，在拱部结构、边墙结构、底部结构上均设有监测线路及监测元件，拱部结构的下部两端分别连接一个边墙结构，底部结构连接在两边墙结构的下部之间，拱部结构、边墙结构、底部结构均为工厂预制件；拱部结构设有若干第一多功能孔，边墙结构设有若干第二多功能孔，通过第一多功能孔和第二多功能孔可进行锚杆施作、围岩注浆改良以及支护背后灌浆工作，通过第二多功能孔还可对围岩进行释能卸压工作；本发明专利技术可替代常规的锚喷支护，具有机械化程度高、支护作用发挥早、刚度大、承载力高、卸压释能的特点。卸压释能的特点。卸压释能的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种适用于深埋软岩隧道卸压释能的装配式密肋板拱支护结构
[0001]本专利技术属于隧道建造
，更具体地说，是涉及一种适用于深埋软岩隧道卸压释能的装配式密肋板拱支护结构。
技术介绍
[0002]预制装配式结构在地下工程中已经有一定的研究和应用，是地下工程技术进步的一个重要标志，也是提高工程质量和修建速度、降低成本、改善施工环境的主要方法。随着国家对低碳绿色建筑产业发展的重视和我国基建水平的提升，装配式支护在钻爆法隧道中有着广阔的应用前景。但受限于各种因素，目前，钻爆法隧道的初期支护仍以锚喷支护为主，装配式支护施工的比例很低，与我们国家发展低碳绿色的建筑要求相比尚有很大差距。
[0003]目前，我国西部复杂艰险山区隧道建设越来越多，面临着深埋软岩隧道流变大变形的困扰，常规锚喷支护的柔性不能满足围岩能量的释放要求，开挖后表现出显著的非线性力学特性，围岩变形量大且持续时间长，变形控制异常困难。基于新奥法的锚喷支护，在出渣排险后，刚拱架和喷射混凝土施作时间长，喷射混凝土的支护刚度的形成时间更长，时效性差，不能及时提供支护阻力阻止围岩的劣化；另一方面，深埋软岩隧道预留变形量的盲目加大，造成支护成本提高和支护材料的极大浪费，传统刚拱架+喷射混凝土的初期支护柔性差，承载力低，施工质量不宜保证，支护结构常常失稳破坏，威胁隧道施工安全。因此，需要采用能在短时间内提供高刚度高承载力的支护阻力，同时能适应深埋软弱围岩释能降压的要求。
[0004]利用机械化安装技术，预制装配式技术，智能监测技术，研发新型支护结构，快速提供强刚支护力、阻碍围岩劣化、控制围岩变形；另一方面，在强刚支护下，主动给围岩能量释放的窗口，采取卸压法改变隧道周边围岩应力分布，使隧道周边应力承载区厚度变大，促使围岩应力峰值向深部转移，降低围岩压力，保护预制装配支护结构的安全。
[0005]目前，预制装配式结构在房建工程中已取得了较好的应用，随着施工技术和施工装备的不断创新，地下工程工厂化、智能化是必然的发展趋势，装配式隧道建造必将越来越多。
技术实现思路
[0006]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卸压释能的装配式密肋板拱支护结构，该支护结构可替代常规的锚喷支护，具有机械化程度高、支护作用发挥早、刚度大、承载力高的特点，且能实现卸压释能。
[0007]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卸压释能的装配式密肋板拱支护结构，包括一拱部结构、两边墙结构、一底部结构，在所述拱部结构、边墙结构、底部结构上均设有监测线路及监测元件，所述拱部结构的下部两端分别连接一个所述边墙结构，所述底部结构连接在两所述边墙结构的下部之间，所述拱部结构、
边墙结构、底部结构均为工厂预制件，所述拱部结构、边墙结构、底部结构在施工现场拼接装配完成整体支护结构；所述拱部结构包括第一支护背板，在所述第一支护背板上设有若干第一多功能孔，通过所述第一多功能孔可进行锚杆施作、围岩注浆改良以及支护背后灌浆工作；所述边墙结构包括第二支护背板，在所述支护背板上设有若干第二多功能孔，通过所述第二多功能孔可进行锚杆施作、围岩注浆改良以及支护背后灌浆工作，通过所述第二多功能孔还可对围岩进行卸压释能工作；所述底部结构包括第三支护背板，在所述第三支护背板上设有若干第三多功能孔，通过所述第三多功能孔可进行支护背后灌浆工作。
[0008]优选地，所述拱部结构、所述边墙结构和所述底部结构均为预制预应力混凝土结构或预制型钢混凝土结构或预制钢筋混凝土结构或预制型钢结构。
[0009]优选地，所述拱部结构、所述边墙结构和所述底部结构各部宜为整体工厂预制，也可分若干节段工厂预制后组装。
[0010]优选地，在所述第一支护背板的两端分别设有一个第一连接纵向肋，所述第一连接纵向肋沿隧道长度方向设置，在两所述第一连接纵向肋之间平行间隔设有若干第一纵向肋，在两所述第一连接纵向肋之间还设有两第一环向肋，两所述第一环向肋相互平行设置，且两所述第一环向肋分位于所述第一连接纵向肋的两端。
[0011]优选地，所述拱部结构为预制钢筋混凝土结构，所述第一环向肋和所述第一纵向肋的高度为20cm
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30cm，所述第一支护背板的厚度为6～10cm。
[0012]优选地，若干所述第一多功能孔沿所述拱部结构的环向走向单列设置，两所述第一多功能孔之间的间距为1m
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1.5m，所述第一多功能孔为圆孔或方孔或锥孔或棱台孔，所述第一多功能孔的孔径或边长小于或等于10cm。
[0013]优选地，在所述第二支护背板的两端分别设有一个第二连接纵向肋，所述第二连接纵向肋沿隧道长度方向设置，在两所述第二连接纵向肋之间平行间隔设有若干第二纵向肋，在两所述第二连接纵向肋之间还设有两第二环向肋，两所述第二环向肋相互平行设置，且两所述第二环向肋分位于所述第二连接纵向肋的两端。
[0014]优选地，所述第二多功能孔设有两列，且每列所述第二多功能孔沿所述边墙结构的长度方向设置，同一列中两相邻的所述第二多功能孔之间的距离为30cm
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80cm。
[0015]优选地，所述第二多功能孔为圆孔，孔径为15cm
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25cm。
[0016]优选地，所述拱部结构与所述边墙结构采用螺栓连接或榫卯连接，所述边墙结构与所述底部结构采用螺栓连接或榫卯连接。
[0017]本支护结构的装配步骤为：
[0018]步骤一：钻爆法隧道采用微台阶法或全断面法开挖，出渣排险后，挂网初喷混凝土或砂浆封闭围岩；
[0019]步骤二：安装拱部结构，采用锁脚大锚管作为拱部结构的拱脚支撑，并结合预应力锚杆索设置中间支撑点；
[0020]步骤三：安装边墙结构，采用锁脚大锚管作为边墙结构的拱脚支撑，并将边墙结构与拱部结构连接；
[0021]步骤四：清除底部浮渣，施作底部垫层，安装底部结构；
[0022]步骤五：临时封堵全环功能孔，并及时对支护结构全环实施背后灌无收缩浆液，确保围岩和支护背板的填充密实；
[0023]步骤六：整体的支护结构安装完成后，根据围岩压力及变形的监测，适时通过第一多功能孔进行锚杆施作和围岩注浆改良；
[0024]步骤七：整体的支护结构安装完成后，根据围岩压力及变形的监测，适时通过第二多功能孔进行钻孔释能卸压；
[0025]步骤八：在围岩改良、锚杆(索)施工、围岩释能卸压完后，且围岩压力及变形稳定后，对支护结构的各肋板形成的凹槽及各个多功能孔进行补喷找平，铺设防水板，并施作衬砌结构。
[0026]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0027]1、深埋软岩钻爆法隧道初期支护采用预制装配式密肋板拱支护，质量可靠有保证，促进隧道技术进步，节省人力资源，提高隧道内机械化作业程度，改善隧道内施工环境，更好的保证人员安全；
[0028]2、预制装配式密肋板拱支护可以代替常规的钢拱架+喷射混凝土初期支护，相较于常规锚喷支护，装配式本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种适用于深埋软岩隧道卸压释能的装配式密肋板拱支护结构，其特征在于，包括一拱部结构(1)、两边墙结构(2)、一底部结构(3)，在所述拱部结构(1)、所述边墙结构(2)、所述底部结构(3)上均设有监测线路及监测元件，所述拱部结构(1)的下部两端分别连接一个所述边墙结构(2)，所述底部结构(3)连接在两所述边墙结构(2)的下部之间，所述拱部结构(1)、边墙结构(2)、底部结构(3)均为工厂预制件，所述拱部结构(1)、边墙结构(2)、底部结构(3)在施工现场拼接装配完成整体支护结构；所述拱部结构(1)包括第一支护背板(8)，在所述第一支护背板(8)上设有若干第一多功能孔(7)，通过所述第一多功能孔(7)可进行锚杆施作、围岩注浆改良以及支护背后灌浆工作；所述边墙结构(2)包括第二支护背板(13)，在所述支护背板(13)上设有若干第二多功能孔(12)，通过所述第二多功能孔(12)可进行锚杆施作、围岩注浆改良以及支护背后灌浆工作，通过所述第二多功能孔(12)还可对围岩进行卸压释能工作；所述底部结构(3)包括第三支护背板，在所述第三支护背板上设有若干第三多功能孔，通过所述第三多功能孔可进行支护背后灌浆工作。2.根据权利要求1所述的一种适用于深埋软岩隧道卸压释能的装配式密肋板拱支护结构，其特征在于，所述拱部结构(1)、所述边墙结构(2)和所述底部结构(3)均为预制预应力混凝土结构或预制型钢混凝土结构或预制钢筋混凝土结构或预制型钢结构。3.根据权利要求2所述的一种适用于深埋软岩隧道卸压释能的装配式密肋板拱支护结构，其特征在于，在所述第一支护背板(8)的两端分别设有一个第一连接纵肋(4)，所述第一连接纵肋(4)沿隧道长度方向设置，在两所述第一连接纵肋(4)之间平行间隔设有若干第一纵向肋(6)，在两所述第一连接纵肋(4)之间还设有两第一环向肋(5)，两所述第一环向肋(5)相互平行设置，且两所述第一环向肋(5)分位于所述第一连接纵肋(4)的两端。4.根据权利要求3所述的一种适用于深埋软岩隧道卸压释能的装配式密肋板拱支护结构，其特征在于，所述拱部结构(1)为预制钢筋混凝土结构，所述第一环向肋(5)和所述第一纵向肋(6)的高度为20cm
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30cm，所述第一支护背板(8)的厚度为10cm。5.根据权利要求1所述的一种适用于深埋软岩隧道卸压释能的装配式密肋板拱支护结构，其特征在于，若干所述第一多功能孔(7)沿所述拱部结构(1)的环向走向单列设置，两所述第一多功能孔(7)之间的间距为1m
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1.5m，所述第一多功能孔(7)为圆孔或方孔或锥孔或棱台孔，所述第一多功能...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷升祥，赵伟，肖清华，杨志国，尹贻新，杨惠，刘建国，韩翔宇，陈桥枫，徐强，
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：
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