[發明專利]適用于大變形隧道的初支體系及其施工方法

有效

• 申請號: 201610022890.5
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105484759B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 卞躍威;楊志豪;曾毅;周子琳
• 申請（專利權）人: 上海市隧道工程軌道交通設計研究院
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00
• 代理公司: 上海申蒙商標專利代理有限公司 31214
• 代理人: 徐小蓉

本發明涉及公路隧道、鐵路隧道隧道圍巖支護領域，尤其是適用于大變形隧道的初支體系及其施工方法，其特征在于：所述隧道初支上均勻開設有若干安裝槽，所述安裝槽內分別安裝有傳力裝置，所述傳力裝置分別與所述隧道初支連接固定，所述傳力裝置中設置有至少一個傳力元件，所述傳力元件可壓縮變形產生變形應力并通過傳力裝置傳遞至所述隧道初支。本發明的優點是：可以適量地卸除襯砌內部可能形成的過大的形變應力，避免了當前軟巖大變形隧道中普遍存在的初襯鋼架扭曲、噴射或澆筑混凝土開裂、剝落、侵限等危險事故，保證大變形隧道的穩定及安全。

技術領域

本發明涉及公路隧道、鐵路隧道隧道圍巖支護領域，尤其是適用于大變形隧道的初支體系及其施工方法。

背景技術

各種軟弱破碎巖層中的深埋鐵路、公路隧道中，大變形現象比較常見，針對隧道大變形，目前流行的控制方法是及早封閉隧道初支成環并增強初支襯砌抵御圍巖壓力、減小隧道變形量。但是，該思路在實際應用中收效甚微，大變形隧道經常發生初支鋼架扭曲、噴射或澆筑混凝土開裂、剝落、初次襯砌嚴重侵限、隧道坍塌等，引發重大工程事故。因而需要采用適宜的措施控制軟弱破碎巖層中深埋隧道大變形。

發明內容

本發明的目的是根據上述現有技術的不足，提供了適用于大變形隧道的初支體系及其施工方法，能夠自適應高地應力和軟巖隧道中較大的變形，及時對隧道圍巖提供一定程度的支撐力，同時又允許圍巖發生較大范圍的變形，有效地保護隧道初支，防止隧道初支破壞、隧道失穩，降低隧道開挖施工的風險和費用。

本發明目的實現由以下技術方案完成：

一種適用于大變形隧道的初支體系，包括隧道初支，其特征在于：所述隧道初支上均勻開設有若干安裝槽，所述安裝槽內分別安裝有傳力裝置，所述傳力裝置分別與所述隧道初支連接固定，所述傳力裝置中設置有至少一個傳力元件，所述傳力元件可壓縮變形產生變形應力并通過傳力裝置傳遞至所述隧道初支。

所述傳力裝置包括上、下部定位板，所述上、下部定位板之間設置有所述傳力元件，所述傳力元件至少包括可移動板和壓縮變形件，所述可移動板的頂端與所述上部定位板連接固定，所述壓縮變形件的底端與所述下部定位板連接固定，所述可移動板的底端抵觸于所述壓縮變形件的頂端表面；由所述可移動板和所述壓縮變形件所構成的傳力元件可壓縮變形產生變形應力并通過所述上、下部定位板傳遞至所述隧道初支。

所述壓縮變形件的兩側分別設置有限位板，所述限位板固定連接在所述下部定位板上，所述壓縮變形件的壓縮變形空間限位于所述限位板之間；所述限位板之間通過連接件配合連接形成一體。

所述傳力裝置中設置有至少兩個傳力元件，所述傳力元件之間的間滿足于：，其中為所述壓縮變形件的屈服強度；為所述壓縮變形件的截面積；為所述隧道初支中噴射混凝土的軸心抗壓強度；為所述隧道初支中噴射混凝土的厚度。

一種涉及上述的適用于大變形隧道的初支體系的施工方法，其特征在于：所述施工方法至少包括以下步驟：施工隧道初支；在所述隧道初支上施工安裝槽；在所述安裝槽內安裝所述傳力裝置，并使所述傳力裝置與所述隧道初支連接固定。

所述在所述隧道初支上施工安裝槽是通過在所述隧道初支施工完成后再在所述隧道初支上切割成型，或者在所述隧道初支施工時預埋占位件，再在所述隧道初支施工完成后取出所述占位件成型。

所述傳力裝置的安裝數量滿足于，其中n為所述隧道初支的每環襯砌所安裝的傳力裝置的數量，x為每個所述傳力裝置的軸向壓縮變形量，為所述隧道初支的徑向位移增量。