[發(fā)明專利]適用于隧道大變形的自適應(yīng)調(diào)壓柔性支護(hù)裝置及安裝方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011128874.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN112302682A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊凡杰;周輝;肖海斌;陳鴻杰;曹學(xué)興;駱順天;李晗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所;華能瀾滄江水電股份有限公司;華能集團(tuán)技術(shù)創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/05
• 分類號(hào): E21D11/05;E21D11/10;E21D11/00
• 代理公司: 北京眾達(dá)德權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11570
• 代理人: 詹守琴

本發(fā)明涉及一種適用于隧道大變形的自適應(yīng)調(diào)壓柔性支護(hù)裝置及安裝方法，該裝置包括：圍巖基座、初支、水囊、支撐樁及二襯，其中，圍巖基座設(shè)置在隧洞底部；初支設(shè)置在隧洞的內(nèi)壁；二襯設(shè)置在圍巖基座上；水囊設(shè)置在初支與二襯之間，水囊充滿填充液后兩端抵靠在圍巖基座上；支撐樁設(shè)置在水囊的端部，支撐樁一端深入并固定在圍巖基座上，另一端固定在二襯上，用于固定二襯；圍巖基座、初支、水囊及二襯都沿隧洞縱向布置。該裝置可根據(jù)工程實(shí)際需求，在隧洞二襯與圍巖之間布設(shè)水囊，通過設(shè)定不同的水壓為隧洞工程提供不同的支護(hù)應(yīng)力；并通過水囊上的排壓閥實(shí)現(xiàn)隧洞在大變形過程中水囊內(nèi)水壓力值的恒定，保障隧洞二襯的安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧洞工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于隧道大變形的自適應(yīng)調(diào)壓柔性支護(hù)裝置及安裝方法。

背景技術(shù)

隧洞工程經(jīng)常會(huì)穿越諸多不良地層，如軟弱圍巖、斷層帶等，施工和運(yùn)營(yíng)期間容易遭遇擠壓大變形和碎脹大變形，給隧洞工程安全造成了重大挑戰(zhàn)。

目前，國(guó)際通行的隧道支護(hù)方案仍以噴射混凝土+錨桿+鋼拱架的聯(lián)合支護(hù)為主，當(dāng)遭遇擠壓、碎脹等大變形時(shí)，常采用增大噴射混凝土厚度、增加鋼拱架密度或剛度等剛性支護(hù)方案。但由于剛性支護(hù)允許變形小，施工成本高，且一旦剛性支護(hù)破壞，將無法再具有控制圍巖變形的作用，而且，受圍巖不均勻大變形的影響，此類支護(hù)方案易導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)承受不利的偏壓荷載，嚴(yán)重危害襯砌結(jié)構(gòu)的安全。

國(guó)內(nèi)外各式各樣的柔性讓壓支護(hù)均在隧洞擠壓、碎脹等大變形中取得了一定的效果，然而現(xiàn)有技術(shù)尚不能在高承載力、大變形量及荷載穩(wěn)定三個(gè)方面同時(shí)滿足要求，且易導(dǎo)致襯砌結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)偏壓應(yīng)力狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N適用于隧道大變形的自適應(yīng)調(diào)壓柔性支護(hù)裝置及安裝方法，解決或部分解決了現(xiàn)有技術(shù)尚不能在高承載力、大變形量及荷載穩(wěn)定三個(gè)方面同時(shí)滿足要求的技術(shù)問題；實(shí)現(xiàn)了可較好地滿足在高承載力、大變形量及荷載穩(wěn)定三個(gè)方面的要求，最大程度保證隧洞的穩(wěn)定性，能承受較高的圍巖應(yīng)力，避免承受不利于襯砌結(jié)構(gòu)受力的偏壓荷載。

本申請(qǐng)所提供的一種適用于隧道大變形的自適應(yīng)調(diào)壓柔性支護(hù)裝置，包括：圍巖基座、初支、水囊、支撐樁及二襯，其中，

所述圍巖基座設(shè)置在隧洞內(nèi)底部；

所述初支設(shè)置在所述隧洞的內(nèi)壁；

所述二襯設(shè)置在所述圍巖基座上；

所述水囊設(shè)置在所述初支與所述二襯之間，所述水囊充滿填充液后兩端抵靠在所述圍巖基座上；

所述支撐樁設(shè)置在所述水囊的端部，所述支撐樁一端深入并固定在所述圍巖基座上，另一端固定在所述二襯上，所述支撐樁用于固定所述二襯；

所述圍巖基座、初支、水囊及所述二襯都沿隧洞縱向布置。

作為優(yōu)選，所述圍巖基座、所述初支及所述二襯與所述水囊接觸部位都填充有柔性材料。

作為優(yōu)選，所述隧洞可沿縱向分段布置多個(gè)所述自適應(yīng)調(diào)壓柔性支護(hù)裝置，相鄰所述自適應(yīng)調(diào)壓柔性支護(hù)裝置之間設(shè)置有隔斷，所述支撐樁位于在所述隔斷位置。

作為優(yōu)選，所述水囊上設(shè)置有注水口及受壓排水口，用于向所述水囊注入及排放填充液；所述受壓排水口上設(shè)置有排壓閥；所述二襯上對(duì)應(yīng)所述注水口設(shè)置有注水孔，對(duì)應(yīng)所述受壓排水口設(shè)置有排水孔。

作為優(yōu)選，包括多個(gè)所述受壓排水口，分別沿所述隧洞橫向斷面對(duì)稱布置；所述注水口設(shè)置在所述水囊上對(duì)應(yīng)所述隧洞拱頂?shù)奈恢谩?/p>

作為優(yōu)選，所述水囊還設(shè)置有水壓測(cè)量計(jì)。

作為優(yōu)選，所述二襯開設(shè)有檢修門。

基于同樣的發(fā)明構(gòu)思，本申請(qǐng)還提供了一種所述適用于隧道大變形的自適應(yīng)調(diào)壓柔性支護(hù)裝置的安裝方法，包括以下步驟：