[發明專利]一種多種填充物的分倉式襯砌卸壓支護結構及方法

有效

• 申請號: 201910111530.6
• 申請日: 2019-02-12
• 公開（公告）號: CN109653765B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 劉杰;高素芳;鄭斯源;盧獲;謝曉康;黎照;孫濤;蘭俊;周雨舟;林軒
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D11/18
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

1.一種多種填充物的分倉式襯砌卸壓支護結構的施工方法，所述分倉式襯砌卸壓支護結構包括完整圍巖（1），所述完整圍巖（1）之間夾雜有圍巖塑性區（2），所述完整圍巖（1）和圍巖塑性區（2）的內側壁設置有二襯（12），并在兩者之間設置有間隙；

該結構是考慮在隧道圍巖與二襯之間的預留變形量處，填充若干個不同類型的倉體，形成流質填充物的緩沖保護層，使均勻支護結構受力，使得二襯受力均勻；

所述施工方法包括以下步驟：

Step1：材料準備：準備壓力傳感器（13）、自動卸壓閥（6）、壓強表（7）、橡膠胎體（17）、鋼拱架、廢棄流質碎屑物、陶粒和胎體內流體（18）；

Step2：制作填充包裹：將所選廢棄流質碎屑物裝入柔性包裹袋（15）中，并在外包裹土工布袋（16），完成碎屑物倉體（4）；在充水胎體（5）外包上一層胎體保護層（9），從胎體流體輸入口處充入填充胎體內流體（18），并保證氣密性良好；將充水胎體（5）與自動卸壓閥（6）和排水管（8）連接后，設定好自動卸壓閥（6）的閾值，往橡膠胎體（17）中注水完成充水胎體；將所選陶粒裝進土工布袋（16）中扎牢，完成陶粒倉體（10）；

Step3：根據巖體性質，進行數值模擬確定圍巖長期蠕變變形量，對其進行圍巖開挖卸荷后隧洞受力模擬分析，得到隧道開挖后圍巖塑性區（2）和完整圍巖（1）分布情況，確定每個倉體的安裝位置；

Step4：根據實際情況，選擇合適開挖方式進行開挖隧洞；清理圍巖上大于3cm處的尖角；

Step5：在隧洞開挖完成后，根據隧道的具體情況選擇不同的倉體擺放方式，針對圍巖塑性區（2）變形荷載較大區域，即需安裝包裹物倉體的指定位置打入短錨，用于固定安裝碎屑物倉體（4）和陶粒倉體，在受力較小的完整圍巖布設自身承載力較小的充水胎體（5）；

Step6：將所有流質包裹物倉體預先固定在二襯結構頂部，將倉體和二襯鋼拱架同時安裝，鋼拱架安裝完成后，監測鋼拱架應力應變情況；鋼拱架下端采用深埋，并架設鎖腳錨桿，以焊接相連；鋼拱架與襯砌流質包裹體自然支撐，對圍巖進行支護，使用高壓注漿澆筑混凝土，形成二次襯砌；

Step7：監測充水胎體（5）內壓強變化，當胎體受壓荷載大于P3，其中P3為自動卸壓閥閾值，自動釋放水體卸除壓力，直到荷載穩定在P3時；

所述碎屑物倉體（4）包括包裹袋（15），所述包裹袋（15）采用柔性囊體縫制而成密閉的包裹袋；所述包裹袋（15）的外部套裝有土工布袋（16），所述包裹袋（15）內部填充有由隧洞開挖產生的廢棄流質碎屑物；

所述充水胎體（5）采用柔性的橡膠胎體（17）制成，所述橡膠胎體（17）內部填充胎體內流體（18），所述充水胎體（5）的一端連接有自動卸壓閥（6），另一端安裝有壓強表（7）；

所述充水胎體（5）的表層套有一層胎體保護層（9），所述充水胎體（5）上連接有排水管（8）。

2.根據權利要求1所述一種多種填充物的分倉式襯砌卸壓支護結構的施工方法，其特征在于：所述包裹物倉體周邊二襯結構上每距一段距離開設通孔（11），所述通孔（11）用于卸壓、注漿或排水。

3.根據權利要求1所述一種多種填充物的分倉式襯砌卸壓支護結構的施工方法，其特征在于：所述二襯（12）和流質緩沖層（14）之間設置有多個壓力傳感器（13）。