CN217421196U - 隧道初期支护让压支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种隧道初期支护让压支护结构，包括填充层及让压支护层，填充层贴合围岩设置，用于支撑围岩，让压支护层包括有外至内依次设置的外层韧性板、波纹板和内层韧性板，外层韧性板贴合填充层设置。其中，外层韧性板和内层韧性板均由多个节段环向拼接形成，相邻两个节段之间通过连接装置活动连接，以使相邻两个节段之间能够相互错动。上述隧道初期支护让压支护结构，该结构让压变形量大，能够满足大变形围压或者岩爆隧道的让压支护需求，且支护整体性较好，同时由于其层板状结构，具有较好的防水性及抗震缓冲性能，能适用于富水隧道或位于地震带隧道等复杂隧道支护问题。

Description

隧道初期支护让压支护结构

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种隧道初期支护让压支护结构。

背景技术

隧道施工常采用新奥法，新奥法讲究充分发挥及应用围岩的自承载能力。目前施工所采用的支护方式，多为复合式衬砌，初期支护为喷射混凝土、锚杆以及钢拱架的联合支护，二次衬砌多为现浇钢筋混凝土衬砌。但随着工程建设的发展，出现了越来越多的高地应力隧道以及富水隧道，如何去处理其高地应力或富水带来的地质灾害成了迫切需要解决的问题。让压支护技术的出现，使这一问题得到了有效的解决。

让压支护可充分发挥围岩的自承能力，允许围岩发生一定的变形，来减小作用在支护结构上的作用力。在面对高地应力隧道时，常常还伴随着岩爆的发生，给施工人员的安全造成了巨大的隐患。在富水隧道施工时，突水涌泥的发生也会给隧道施工造成一定的困难。但是，现有的让压支护结构，会导致支护结构强度刚度的降低。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有让压支护结构，导致支护结构强度和刚度降低的问题，提供一种隧道初期支护让压支护结构。

一种隧道初期支护让压支护结构，包括：

填充层，贴合围岩设置，用于支撑所述围岩；

让压支护层，包括有外至内依次设置的外层韧性板、波纹板和内层韧性板，所述外层韧性板贴合所述填充层设置；及

其中，所述外层韧性板和所述内层韧性板均由多个节段环向拼接形成，相邻两个所述节段之间通过连接装置活动连接，以使相邻两个所述节段之间能够相互错动。

在其中一个实施例中，所述填充层内填充有柔性物质。

在其中一个实施例中，所述柔性物质包括泡沫混凝土或铝基泡沫夹芯板。

在其中一个实施例中，所述外层韧性板和所述内层韧性板同一径向上的所述节段通过螺栓连接为整体，以实现同步错动让压。

在其中一个实施例中，所述节段的端部设有搭接部，相邻两个所述节段的搭接部相互搭接，所述搭接部设有滑动连接孔，所述滑动连接孔内设有卡齿，所述连接装置为滑动螺栓，所述滑动螺栓穿设于所述滑动连接孔内，以将两个所述搭接的所述搭接部连接。

在其中一个实施例中，两个所述搭接部的厚度之和等于所述节段的厚度。

在其中一个实施例中，所述连接装置包括连接座、卡扣及弹性件，相邻两个所述节段中，其中一个所述节段的端部设有多组卡齿，另外一个所述节段与所述连接座固定连接，所述连接座设有供卡齿穿过的通道，所述卡扣通过所述弹性件设于所述通道内，所述弹性件提供弹性力使所述卡扣与所述卡齿啮合。

在其中一个实施例中，多组所述卡齿朝远离所述连接座的方向倾斜延伸。

在其中一个实施例中，所述连接座设有安装孔，所述节段穿设于所述安装孔内并通过紧固螺栓固定。

在其中一个实施例中，所述波纹板的波峰沿隧道的轴向布置。

上述隧道初期支护让压支护结构至少具有以下优点：

隧道产生不均匀变形或者岩爆时，其释放的能量或崩落的围岩碎片均被填充层接收，同时填充层也可以承担围岩不均匀的形变压力，使其均匀传递到让压支护层上。波纹板能够增加让压支护层的承载能力，当让压支护结构承受较大的荷载时，相邻两个节段之间能够发生错动，从而实现让压支护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为一实施方式中隧道初期支护让压支护结构的结构示意图；

图2为图1中让压支护层的结构示意图；

图3为图1中连接装置的结构示意图；

图4为另一实施方式中连接装置连接搭接部的示意图。

附图标记：

10-填充层，20-让压支护层，21-外层韧性板，22-波纹板，23-内层韧性板，24-节段，242-卡齿，26-搭接部，262-滑动连接孔，30-连接装置，32-连接座，322-安装孔，34-卡扣，36-弹性件。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

请参阅图1，一实施方式中隧道初期支护让压支护结构，包括填充层10及让压支护层20。

填充层10贴合围岩设置，用于支撑围岩。填充层10内填充有柔性物质，填充层10为缓冲层，可以接收隧道产生不均匀变形或者岩爆时，其释放的能量或崩落的围岩碎片。在一实施方式中，柔性物质可以采用泡沫混凝土，柔性物质也可以采用铝基泡沫夹芯板。可以理解的是，在其他实施方式中，柔性物质也可以为其他材料，只要能够对隧道岩爆产生缓冲即可。

请一并参阅图2，让压支护层20包括外层韧性板21、波纹板22及内层韧性板23，外层韧性板21、波纹板22及内层韧性板23由外至外依次设置，波纹板22位于外层韧性板21和内层韧性板23之间，外层韧性板21贴合填充层10设置。外层韧性板21和内层韧性板23均由多个节段24环形拼接形成，相邻两个节段24之间通过连接装置30活动连接，以使相邻两个节段24之间能够相互错动。

其中，波纹板22能够增加让压支护层20的承载能力，当让压支护结构承受较大的荷载时，相邻两个节段24之间能够发生错动，从而实现让压支护。在一实施方式，节段24为韧性薄钢板，其可以通过预制形成，并在现场拼装使用。外层韧性板21和内层韧性板23的两侧可以设置薄钢板，实现封闭外层韧性板21和内层韧性板23之间的空间。

在一实施方式中，波纹板22的波峰沿隧道的轴向布置，其位于外层韧性板21和内层韧性板23的中间，其可为支护层提供较好的抗压能力，提高支护层的承载能力。外层韧性板21和内层韧性板23之间可采用螺栓连接为整体，从而实现外层韧性板21和内层韧性板23的同步让压支护。具体地，外层韧性板21和内层韧性板23位于同一径向方向上的的节段24通过螺栓连接为整体。

请参阅图3，在一实施方式中，连接装置30包括连接座32、卡扣34及弹性件36，相邻两个节段24中，其中一个节段24的端部设有多组卡齿242，另一个节段24与连接座32固定连接。连接座32设有供卡齿242穿过的通道，卡扣34设于通道内，且弹性件36连接卡扣34和通道的侧壁，实现将卡扣34安装于通道内，弹性件36提供弹性力使卡扣34和卡齿242啮合。

其中，隧道产生较大围岩形变或岩爆时，卡齿242会沿着连接装置30方向发生错动，弹性件36被压缩，进而卡扣34和下一位置上的卡齿242啮合，从而实现让压支护，随着卡齿242的增加，可实现该让压支护结构的多级让压。

在一实施方式中，多组卡齿242朝远离连接座32的方向倾斜延伸，使卡齿242只能沿着连接座32的方向发生错动，而不能后退，保证了构件的稳固连接。连接座32设有安装孔322，节段24穿设于安装孔322内并通过紧固螺栓固定，实现节段24与连接座32的固定连接。弹性件36可以为弹簧，弹性件36也可以为其他能够提供弹性力的结构，如橡胶柱等。

请一并参阅图4，在其他实施方式中，节段24的端部设有搭接部26，相邻两个节段24的搭接部26相互搭接。搭接部26设有滑动连接孔262，滑动连接孔262延伸贯穿搭接部26的端面。滑动连接孔262内设有卡齿242，卡齿242设于滑动连接孔262相对两侧的侧壁，多组卡齿242沿滑动连接孔262的延伸方向依次布置。两个搭接部26搭接在一起后，两个滑动连接孔262上下对齐。连接装置30为滑动螺栓，滑动螺栓穿设于滑动连接孔262内，以将两个搭接的搭接部26连接。

其中，当隧道产生较大围岩形变或岩爆时，搭接部26的卡齿242将发生屈服破坏，使节段24之间发生相互错动，滑动螺栓进入到下一卡齿孔，从而实现让压支护。卡齿242具有多组，可实现多级让压。在一实施方式中，两个搭接部26的厚度之和等于节段24的厚度，可以保证搭接的侧壁与节段24的侧壁平齐。

上述隧道初期支护让压支护结构的工作原理具体为：

当隧道发生岩爆或者较大变形时，将会造成围岩的突然崩落，给隧道施工给来了极大的安全隐患。隧道产生不均匀变形或者岩爆时，其释放的能量或崩落的围岩碎片均被填充层10接收，填充层10具有较好的缓冲作用，对让压支护层20也起到了一个保护作用。同时使其吸收的能量均匀的传递到让压支护层20上，充分发挥让压支护层20的承载能力。

当围岩的形变压力或者崩落的围岩碎片通过填充层10传递到外层韧性板21时，紧靠一层韧性板是不足以承受其压力的，增加瓦楞状韧性波纹板22，使其让压支护层20承载能力得到大幅提升。

隧道产生较大围岩形变或岩爆时，卡齿242会沿着连接装置30方向发生错动，进而到下一个卡齿242上，从而实现让压支护，随着卡齿242的增加，可实现该让压支护结构的多级让压。

上述隧道初期支护让压支护结构，该结构让压变形量大，能够满足大变形围压或者岩爆隧道的让压支护需求，且支护整体性较好，同时由于其层板状结构，具有较好的防水性及抗震缓冲性能，能适用于富水隧道或位于地震带隧道等复杂隧道支护问题。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，包括：

填充层，贴合围岩设置，用于支撑所述围岩；及

让压支护层，包括有外至内依次设置的外层韧性板、波纹板和内层韧性板，所述外层韧性板贴合所述填充层设置；

其中，所述外层韧性板和所述内层韧性板均由多个节段环向拼接形成，相邻两个所述节段之间通过连接装置活动连接，以使相邻两个所述节段之间能够相互错动。

2.根据权利要求1所述的隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，所述填充层内填充有柔性物质。

3.根据权利要求2所述的隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，所述柔性物质包括泡沫混凝土或铝基泡沫夹芯板。

4.根据权利要求1所述的隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，所述外层韧性板和所述内层韧性板同一径向上的所述节段通过螺栓连接为整体，以实现同步错动让压。

5.根据权利要求1所述的隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，所述节段的端部设有搭接部，相邻两个所述节段的搭接部相互搭接，所述搭接部设有滑动连接孔，所述滑动连接孔内设有卡齿，所述连接装置为滑动螺栓，所述滑动螺栓穿设于所述滑动连接孔内，以将两个所述搭接的所述搭接部连接。

6.根据权利要求5所述的隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，两个所述搭接部的厚度之和等于所述节段的厚度。

7.根据权利要求1所述的隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，所述连接装置包括连接座、卡扣及弹性件，相邻两个所述节段中，其中一个所述节段的端部设有多组卡齿，另外一个所述节段与所述连接座固定连接，所述连接座设有供卡齿穿过的通道，所述卡扣通过所述弹性件设于所述通道内，所述弹性件提供弹性力使所述卡扣与所述卡齿啮合。

8.根据权利要求7所述的隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，多组所述卡齿朝远离所述连接座的方向倾斜延伸。

9.根据权利要求7所述的隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，所述连接座设有安装孔，所述节段穿设于所述安装孔内并通过紧固螺栓固定。

10.根据权利要求1所述的隧道初期支护让压支护结构，其特征在于，所述波纹板的波峰沿隧道的轴向布置。

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