一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构、施工方法及衬砌系统技术方案

本发明专利技术提供一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构，衬砌结构包括：若干钢板，若干钢板组合形成环状的一体结构，环状的一体结构设置在隧洞内，且一体结构的外侧壁贴合隧洞的内侧壁；若干连接构件，若干连接构件布设在环状的一体结构的内侧壁，以将内侧壁分隔成格栅形状；混凝土填充物，混凝土填充物设置在环状的一体结构的内侧壁，并填充在格栅内，该衬砌结构可同步进行TBM同步衬砌施工，且造价低以及通过混凝土填充物的方式将钢板和若干连接构件包覆在内，避免了钢板生锈而造成的隧洞耐久性差的问题，大大提高了衬砌结构的稳定性。大大提高了衬砌结构的稳定性。大大提高了衬砌结构的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构、施工方法及衬砌系统


[0001]本专利技术隧道工程
，特别涉及一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构、施工方法及衬砌系统。

技术介绍

[0002]全断面岩石隧道掘进机(TBM)广泛应用于公路、铁路、水利等隧道工程。TBM通过刀盘旋转滚压岩石实现隧道开挖，其开挖断面主要为圆形断面。在高地应力情况下，对于硬质岩洞段，可能出现岩爆和大变形，轻则卡机被困，重则机毁人亡，严重威胁工程、设备、施工人员的安全，也严重影响工程施工进度；对于软弱岩体，在高地应力作用下，开挖后可能会发生挤压大变形，给TBM开挖造成很大困难，甚至造成TBM卡机事故。本专利技术提出钢板格栅
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碾压混凝土组合衬砌及施工方法，加强TBM施工初期支护和隧洞永久衬砌。
[0003]常规单一混凝土衬砌与TBM施工很难实现同步衬砌，即使采用改装后配套，增加衬砌台车即使实现同步衬砌，但是施工效率低，工程造价高；采用管片衬砌，可以实现与TBM施工同步衬砌，但是隧洞全程采用管片衬砌，工程造价高，同时，存在管片整体性差，运行过程中，容易出现开裂或错台，后期隧洞维护费高；采用钢
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混组合结构，钢板外露在空气或迎水面，钢板容易生锈，隧洞耐久性差，后期隧洞维护费高；
[0004]可见，如何提供一种能够满足与TBM同步衬砌且工程造价低、以及耐久性高的衬砌隧道，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供的一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构，以至少解决上述技术问题；
[0006]为了解决上述问题，本专利技术的第一方面提供一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构，所述衬砌结构包括：若干钢板，若干所述钢板组合形成环状的一体结构，环状的所述一体结构设置在所述隧洞内，且所述一体结构的外侧壁贴合所述隧洞的内侧壁；若干连接构件，若干所述连接构件布设在环状的所述一体结构的内侧壁，以将所述内侧壁分隔成格栅形状；混凝土填充物，所述混凝土填充物设置在环状的所述一体结构的内侧壁，并填充在所述格栅内。
[0007]在第一方面中，一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构若干所述连接件包括：若干翼板，若干所述翼板按照横向、纵向布设在所述一体结构的内侧壁上，将环形的所述一体结构分隔成所述格栅状。
[0008]在第一方面中，一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构所述衬砌结构还包括：若干径向配筋，若干所述径向配筋布设在一体结构的内侧壁上，并位于所述格栅内。
[0009]在第一方面中，所述径向配筋为栓钉。
[0010]在第一方面中，所述衬砌结构还包括：若干所述钢板之间通过高强螺栓组合形成环状的一体结构。
[0011]第二方面，本专利技术提供了一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构的施工方法，所述衬
砌结构包括：若干钢板、若干连接构件，所述连接构件包括翼板和径向配筋，所述衬砌施工方法包括：制备若干块钢板；所述制备若干块钢板均包括：将所述钢板制备成预设的尺寸和形状；在所述钢板的内侧壁上焊接连接构件，以将所述钢板的内侧壁分隔成格栅形状，形成预安装件；将预安装件移运至隧洞，并在隧洞的内侧壁处将若干所述预安装件拼装成环形的一体结构；对一体结构的格栅进行碾压混凝土浇筑，使碾压混凝土与所述一体结构凝固形成一体的所述衬砌结构。
[0012]在第二方面中，在隧洞的内侧壁处将所述预安装件拼装成环形的一体结构包括：将多块预设形状的和尺寸和钢板通过高强螺栓进行连接。
[0013]在第二方面中，所述对一体结构的格栅进行碾压混凝土浇筑包括：将所述碾压混凝土喷射至所述格栅内；对格栅内的碾压混凝土进行压实。
[0014]在第二方面中，所述将所述碾压混凝土喷射至所述格栅内；对格栅内的碾压混凝土进行压实包括：在隧洞的中心设置TBM连接桥，在所述TBM连接桥的外侧布设环形碾压器，通过环形碾压器以所述隧洞的中心为轴心对所述格栅进行周向碾压。
[0015]第三方面，本专利技术提供了一种钢板格栅混凝土组合衬砌系统，所述衬砌系统包括上述的钢板格栅混凝土组合衬砌结构。
[0016]有益效果：本专利技术提出了一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构，通过若干钢板组合形成环形的一体结构，设置在隧洞的内侧壁，然后在通过若干连接构件将环形一体结构内侧壁分隔成格栅状，最后在通过混凝土填充物将格栅进行填充，以形成一体结构的衬砌结构，该衬砌结构可同步进行TBM同步衬砌施工，且造价低以及通过混凝土填充物的方式将钢板和若干连接构件包覆在内，避免了钢板生锈而造成的隧洞耐久性差的问题，大大提高了衬砌结构的稳定性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构的整体结构示意图；
[0019]图2为本专利技术格栅的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构的俯视结构示意图；
[0021]图4为本专利技术的一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构被碾压成型的结构示意图；
[0022]图5为本专利技术的一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构的施工方法的流程框图。
[0023]图中标号：
[0024]1、钢板；
[0025]2、翼板；
[0026]3、栓钉；
[0027]4、碾压混凝土；
[0028]5、整环管片；
[0029]6、连接构件；
[0030]7、混凝土环形碾压器；
[0031]8、TBM连接桥。
具体实施方式
[0032]下面将结合附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本说明书实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本专利技术。
[0034]实施例一：
[0035]如图1
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4所示，本实施例一提供了一种钢板1格栅混凝土组合衬砌结构，衬砌结构包括：若干钢板1、若干连接构件6和混凝土填充物；
[0036]若干钢板1组合形成环状的一体结构，环状的一体结构设置在隧洞内，且一体结构的外侧壁贴合隧洞的内侧壁；若干连接构件6布设在环状的一体结构的内侧壁，以将内侧壁分隔成格栅形状；混凝土填充物设置在环状的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构，其特征在于，所述衬砌结构包括：若干钢板，若干所述钢板组合形成环状的一体结构，环状的所述一体结构设置在所述隧洞内，且所述一体结构的外侧壁贴合所述隧洞的内侧壁；若干连接构件，若干所述连接构件布设在环状的所述一体结构的内侧壁，以将所述内侧壁分隔成格栅形状；混凝土填充物，所述混凝土填充物设置在环状的所述一体结构的内侧壁，并填充在所述格栅内。2.根据权利要求1所述的钢板格栅混凝土组合衬砌结构，其特征在于，若干所述连接件包括：若干翼板，若干所述翼板按照横向、纵向布设在所述一体结构的内侧壁上，将环形的所述一体结构分隔成所述格栅状。3.根据权利要求1所述的钢板格栅混凝土组合衬砌结构，其特征在于，所述衬砌结构还包括：若干径向配筋，若干所述径向配筋布设在一体结构的内侧壁上，并位于所述格栅内。4.根据权利要求1所述的钢板格栅混凝土组合衬砌结构，其特征在于：所述径向配筋为栓钉。5.根据权利要求1所述的钢板格栅混凝土组合衬砌结构，其特征在于，所述衬砌结构还包括：若干所述钢板之间通过高强螺栓组合形成环状的一体结构。6.一种钢板格栅混凝土组合衬砌结构的施工方法，所述衬砌结构包括：若干钢板、若干连接构件，所述连接构件包括翼板和径向配筋，其特征在于，所述衬砌施工方法包括：制备若干块钢板；所述制备若干块...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂建国，秦鹏翔，李邵军，聂鑫，樊健生，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：