[發(fā)明專利]一種隧道用波形鋼板和鋼桁架組合襯砌結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011284922.1
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112392505B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝東武;丁文其;張清照;趙程
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D11/15;E21D11/20;E21D11/22;E21D11/28;E21D11/38
• 代理公司: 上?？剖⒅R產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種隧道用波形鋼板和鋼桁架組合襯砌結(jié)構(gòu)，適用于采用鉆爆法施工的地下隧道工程，其特征在于，該組合襯砌結(jié)構(gòu)包括波形鋼板初襯以及固定在波形鋼板初襯內(nèi)側(cè)作為二襯的鋼桁架，所述的波形鋼板初襯由多片預(yù)制的波形鋼板在環(huán)向和縱向分別通過縱向接頭和環(huán)向接頭進(jìn)行拼裝成型，所述的波形鋼板的正投影形狀為曲邊矩形，其垂直于波形延伸方向的邊呈圓弧型，平行于波形延伸方向的邊呈波浪型，所述的波形鋼板在縱向接頭和環(huán)向接頭位置處分別設(shè)有鋼板溝槽，并且通過在相鄰波形鋼板的鋼板溝槽形成的空間內(nèi)填充止水密封墊實(shí)現(xiàn)防水密封，所述的環(huán)向接頭包括與在波形鋼板垂直于波形延伸方向的邊一體成型的圓弧形翼緣以及用以連接縱向相鄰兩塊波形鋼板翼緣的接頭螺栓，在軋制過程中軋制設(shè)置環(huán)向止水密封墊的環(huán)向溝槽，所述的縱向接頭包括與波形鋼板平行于波形延伸方向的邊焊接成型的接頭鋼板以及用以連接環(huán)向相鄰兩塊波形鋼板的接頭鋼板的第二接頭螺栓，在軋制過程中軋制設(shè)置縱向止水密封墊的縱向溝槽，所述的環(huán)向止水密封墊和縱向止水密封墊均為具有壓縮性的多孔橡膠密封墊，并且通過膠粘劑黏貼定位在對應(yīng)溝槽中，波形鋼板的環(huán)縫采用通縫拼裝方式，環(huán)間采用錯(cuò)縫拼裝方式，所述的鋼桁架由螺栓球、鋼弦桿和腹桿構(gòu)成桁架結(jié)構(gòu)，所述的鋼弦桿沿波紋延伸方向設(shè)有多根，且相鄰的鋼弦桿間通過螺栓球和腹桿固接，每根鋼弦桿分別通過腹桿和螺栓球與波形鋼板的波紋凸起處固接，所述的鋼弦桿與波形鋼板的波紋凸起固接處焊有加強(qiáng)鋼板，避免造成鋼弦桿與波形鋼板局部應(yīng)力集中，所述的波形鋼板、鋼弦桿、腹桿、螺栓球及其配件經(jīng)過防腐處理，或采用不銹鋼材料進(jìn)行軋制，以滿足地下工程耐久性要求；

對于軟弱圍巖段，波形鋼板初襯采用考慮仰拱的封閉式結(jié)構(gòu)，隧道底部由下至上依次設(shè)有波形鋼板初襯的底部、鋼筋混凝土現(xiàn)澆仰拱二襯以及混凝土仰拱回填，所述的鋼桁架底部兩端通過預(yù)留鋼桁架拼裝接頭預(yù)埋件和錨栓固定在仰拱二襯的左右端面處；

對于穩(wěn)定圍巖段，采用不考慮仰拱的開放式結(jié)構(gòu)，波形鋼板初襯與鋼桁架的底部兩端直接固定在隧道底面兩側(cè)；

該組合襯砌結(jié)構(gòu)的構(gòu)造方法包括以下步驟：

1)預(yù)制襯砌用波形鋼板，并在接頭鋼板上設(shè)置溝槽；

2)定制鋼弦桿、腹桿和螺栓球，螺栓球、腹桿、鋼弦桿與波形鋼板相互連接形成桁架結(jié)構(gòu)；

3)在波形鋼板的溝槽內(nèi)黏貼止水密封墊；

4)按設(shè)計(jì)進(jìn)尺進(jìn)行隧道全斷面開挖，當(dāng)存在仰拱二襯時(shí)，預(yù)先進(jìn)行仰拱邊界整理，設(shè)置必要的墊塊，確保波形鋼板拼裝后，襯砌結(jié)構(gòu)底部具有有效的支撐；

5)進(jìn)行波形鋼板的抓取、定位及螺栓安裝，完成波形鋼板初襯的拼裝；

6)進(jìn)行波形鋼板初襯環(huán)端頭封堵，隧道圍巖與波形鋼板間空隙注漿填充，完成波形鋼板初襯施工；

7)對于軟弱圍巖段，進(jìn)行現(xiàn)澆仰拱二襯和仰拱回填，并在仰拱二襯左右端面預(yù)留鋼桁架拼裝接頭預(yù)埋件和預(yù)埋錨栓；

8)在波形鋼板初襯變形穩(wěn)定后，進(jìn)行鋼桁架的拼裝，完成隧道襯砌結(jié)構(gòu)的施工。