[發明專利]一種超大斷面隧道變形控制裝置及使用方法

有效

• 申請號: 202011378071.7
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112377220B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 俞縉;黃建國;林立華;樊志忠;任文斌;蔡燕燕;李小剛
• 申請（專利權）人: 華僑大學;中鐵十二局集團第四工程有限公司;廈門路橋工程投資發展有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/22
• 代理公司: 南昌金軒知識產權代理有限公司 36129
• 代理人: 孫文偉

本發明公開了一種超大斷面隧道變形控制裝置及使用方法，屬于隧道領域，本發明公開的一種超大斷面隧道變形控制裝置，包括拱頂架、兩個中間連接架以及底面反拱架；兩個所述中間連接架分別位于兩側，且分別與所述拱頂架一端和所述底面反拱架的一端固定連接，以形成與隧道截面相適配的閉環；每個所述中間連接架的兩側均設置有應力調節桿，所述應力調節桿的一端穿過所述中間連接架與所述拱頂架固定連接，所述應力調節桿的另一端穿過所述中間連接架與所述底面反拱架固定連接，所述應力調節桿一端連接位置可調。可以方便調節應力調節桿的連接長短，從而控制作用力的方向；使得中間連接架可以對隧道形成較好的支撐。

技術領域

本發明涉及隧道領域，尤其涉及一種超大斷面隧道變形控制裝置及使用方法。

背景技術

隨著我國鐵路建設的不斷發展，尤其是高速鐵路的大規模建設，使得鐵路隧道的應用數量越來越多，隧道的長度也越來越長，隨之而來的便是高速鐵路隧道及隧道內軌道結構的安全設計問題，特別是高速鐵路隧道穿越特殊環境區段時的安全設計問題。當隧道穿越軟弱破碎帶，特別是活動斷裂帶區域時，由于圍巖的地質條件差異，發生地震作用時，隧道結構的地震響應很大，尤其是穿越土、巖(軟、硬)交界的區段，是工程結構抗震的危險部位，這些結構斷面往往會產生很大的變形與內力。因此，為防止隧道本身及其內部結構的破壞，在設計穿越活動斷層或軟弱破碎帶的隧道時，往往需要特殊設計隧道或軌道的結構，或者設置額外的輔助結構。目前，為保證高速鐵路隧道穿越地震大變形區段時的結構穩定性和安全性，常用的處理方法有如下兩種：一種方法是在土、巖交界部位設置大變形環，變形環屬于柔性接頭結構，該柔性結構允許其兩端連接的襯砌在一定范圍內發生拉伸、壓縮和剪切作用引起的位移，以此來降低隧道其余區段結構的地震響應；另一種方法是進行斷面擴挖，通過在軟弱破碎帶或軟、硬突變區段進行斷面擴挖，直接增大擴挖段襯砌結構與其他區段結構的預留空間，該方法允許擴挖段襯砌結構在地震作用時充分位移，從而極大減小擴挖段襯砌結構的地震響應，但該方法僅適用于斷層帶跨度較小的情況，如果穿越大型活動斷裂帶，擴挖隧道斷面就會產生巨大的開挖量，并造成工程造價的顯著增加。

在隧道易產生應力形變的位置可以增加加強框，隧道加強框架在安裝之后由于各處變形情況不一，使得按照原始設計安裝后的加強框產生壓應力或者拉應力，而現有的框架不能很好的調節應力情況，使得加強框不能很好的發揮作用。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明所要解決的技術問題在于提出一種超大斷面隧道變形控制裝置，可以根據應力的情況調節拉力或者張力，從而使得達到相對的力平衡。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供的一種超大斷面隧道變形控制裝置，包括拱頂架、兩個中間連接架以及底面反拱架；兩個所述中間連接架分別位于兩側，且分別與所述拱頂架一端和所述底面反拱架的一端固定連接，以形成與隧道截面相適配的閉環；每個所述中間連接架的兩側均設置有應力調節桿，所述應力調節桿的一端穿過所述中間連接架與所述拱頂架固定連接，所述應力調節桿的另一端穿過所述中間連接架與所述底面反拱架固定連接，所述應力調節桿一端連接位置可調。

本發明優選地技術方案在于，所述拱頂架、兩個所述中間連接架以及所述底面反拱架端部均設置有連接端板，在安裝時，所述中間連接架的兩端的連接端板分別與所述拱頂架的連接端板和所述底面反拱架的連接端板貼合。

本發明優選地技術方案在于，所述應力調節桿設置有第一桿部、第二桿部、第三桿部；所述第一桿部垂直于所述中間連接架與所述拱頂架連接的連接端板，所述第三桿部垂直于所述中間連接架與所述底面反拱架連接的連接端板，所述第二桿部斜向連接所述第一桿部與所述第三桿部。

本發明優選地技術方案在于，所述第一桿部上設置有限位臺，所述第一桿部同時穿過所述中間連接架和所述拱頂架的連接端板，所述第一桿部上設置有鎖定螺母，所述中間連接架和所述拱頂架的連接端板均位于所述鎖定螺母與所述限位臺之間。