[發明專利]可讓壓吸能的隧道預應力約束充填襯砌支護體系及工藝

在審

• 申請號: 201811162512.2
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109184737A
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 王洪濤;劉平;劉璐瑤;王軍;王德超;門燕青;李曉靜;楊勇;張欣
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: E21D11/04
• 分類號: E21D11/04;E21D11/10;E21D20/00;E21D20/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.可讓壓吸能的隧道預應力約束充填襯砌支護體系，其特征在于，包括多個沿隧道環向設置的約束充填襯砌單體，且相鄰的約束充填襯砌單體之間設有約束讓壓套筒，約束讓壓套筒與約束充填襯砌單體拼接相連；每個所述的約束充填襯砌單體包括約束殼，所述的約束殼內部為充填體Ⅰ；所述的約束殼外弧表面側與隧道圍巖接觸，內弧表面側朝向隧道內部空間；約束殼外弧表面與內弧表面均勻間隔開設有多個相同位置的螺栓孔，沿外弧、內弧表面相同位置螺栓孔部位穿過安裝有預應力錨栓；約束殼內弧表面側還開設有若干錨索孔，錨索孔內部安裝有自鎖式讓壓托盤，預應力錨索依次穿過自鎖式讓壓托盤及約束殼外弧表面并伸入隧道圍巖內部進行安裝固定；所述的預應力錨栓與約束殼內弧、外弧表面垂直，并施加有預應力，可對約束殼及內部充填體Ⅰ產生徑向擠壓，使預應力錨栓、約束殼、充填體Ⅰ三者共同形成復合承載結構，共同抵抗外部隧道圍巖壓力作用；當外部隧道圍巖壓力超過所述約束讓壓套筒及自鎖式讓壓托盤設定的讓壓值時，所述的約束讓壓套筒在約束充填襯砌單體擠壓作用下可環向內縮，使整個襯砌支護體系沿隧道環向實現讓壓吸能，同時所述的自鎖式讓壓托盤在預應力錨索擠壓作用下可徑向內縮，使整個襯砌支護體系沿隧道徑向實現讓壓吸能。

2.如權利要求1所述的可讓壓吸能的隧道預應力約束充填襯砌支護體系，其特征在于，所述的約束讓壓套筒為一沿隧道軸向具有相同橫截面的筒狀結構，長度與約束充填襯砌單體寬度一致；所述的筒狀結構包括約束波紋殼，約束波紋殼內部為充填體Ⅱ；所述的約束波紋殼在靠近隧道圍巖側及隧道內部空間側分別沿隧道環向設置為波浪式的起伏結構；所述的充填體Ⅱ的強度低于所述的充填體Ⅰ的強度。

3.如權利要求1所述的可讓壓吸能的隧道預應力約束充填襯砌支護體系，其特征在于，所述的自鎖式讓壓托盤為一體成型的筒狀結構，其包括靠近隧道內部空間側的外端部位Ⅰ和靠近隧道圍巖側的內端部位Ⅱ；所述的外端部位Ⅰ的外圈表面為圓柱形，內圈部位設有錐形槽，錐形槽內部設有鎖片，通過利用鎖片及錐形槽可用于預應力錨索在靠近隧道內部空間側端部的固定；所述的內端部位Ⅱ的外壁在沿自鎖式讓壓托盤軸向設置為波浪式的起伏結構；圓筒狀結構的內端部位Ⅱ的壁厚小于外端部位Ⅰ的壁厚。

4.如權利要求1所述的可讓壓吸能的隧道預應力約束充填襯砌支護體系，其特征在于，位于每個約束充填襯砌單體的約束殼的外弧、內弧表面中心部位的預應力錨栓桿體為中空狀。

5.如權利要求4所述的可讓壓吸能的隧道預應力約束充填襯砌支護體系，其特征在于，所述的中空狀的預應力螺栓桿體在靠近約束殼內弧表面側端部安裝有止漿閥，當打開止漿閥時可通過中心部位的預應力錨栓外端部位進行注漿，待襯砌壁后注漿完成后，可將其關閉，避免產生注漿漿液外流現象。

6.如權利要求1所述的可讓壓吸能的隧道預應力約束充填襯砌支護體系，其特征在于，所述的約束殼、約束波紋殼、自鎖式讓壓托盤、預應力錨索、預應力錨栓的材質包括但不限于GFRP材料、鋼材。

7.如權利要求1所述的可讓壓吸能的隧道預應力約束充填襯砌支護體系，其特征在于，所述的多個約束充填襯砌單體與約束讓壓套筒的拼接方式包括但不限于螺栓連接、插銷式連接、榫連接方式，約束充填襯砌單體與約束讓壓套筒在隧道環向與軸向拼接接面處設有止水帶。

8.如權利要求1所述的可讓壓吸能的隧道預應力約束充填襯砌支護體系，其特征在于，在所述的約束殼及約束波紋殼的沿隧道環向某一端部表面側或沿隧道軸向某一端部表面側設有一個開口；該開口與一個密封蓋配合。