[发明专利]一种装配式补偿变形的暗挖隧道支护方法

权利要求书

1.一种装配式补偿变形的暗挖隧道支护方法，暗挖隧道台阶法开挖隧道的过程中，先进行小导管超前注浆(1)，再开挖上部台阶土体(2)，施做初期支护(3)，打设锁脚锚杆(4)，开挖下台阶土体(5)，最后施做下部初期支护(3)；台阶留设长度为3～5m，其中第一榀钢支撑(6)设置在开挖掌子面附近；

其特征在于：待下部初期支护施做完成后，在距离下台阶1m的位置架设环向钢支撑，其中环向钢支撑为带有防缩进错动卡槽的U型钢，每榀环向钢支撑之间纵向间距为1m；环向钢支撑包括上部U型钢支撑(7)、下部U型钢支撑(8)、左侧U型钢支撑(9)和右侧U型钢支撑(10)；在隧道开挖并且施做初期支护后安装环向钢支撑，环向钢支撑全部架设在隧道初期支护(3)上，依次安装环向钢支撑中的上部U型钢支撑(7)、下部U型钢支撑(8)、左侧U型钢支撑(9)和右侧U型钢支撑(10)，并在环向钢支撑背后喷射混凝土使环向钢支撑与隧道密贴；左侧横向丝杠(12)和右侧横向丝杠(13)通过套在竖向丝杠(11)中部的丝杠连接器(14)连接；竖向丝杠(11)和左侧横向丝杠(12)、右侧横向丝杠(13)采用顶部带有螺纹的Φ200的钢管，竖向丝杠设计长度为D，左侧横向丝杠(12)和右侧横向丝杠(13)设计长度为D/2，其中，D为隧道开挖直径；竖向丝杠(11)、左侧横向丝杠(12)、右侧横向丝杠(13)和环向钢支撑之间的连接部分采用补偿变形预制节点构件。

2.根据权利要求1所述的一种装配式补偿变形的暗挖隧道支护方法，其特征在于：补偿变形预制节点构件分为顶部补偿变形预制节点构件、底部补偿变形预制节点构件、左侧补偿变形预制节点构件和右侧补偿变形预制节点构件；顶部补偿变形预制节点构件包括螺纹顶升套管(15)、U型钢固定槽(16)、螺纹水平套管(17)；两榀环向钢支撑之间用四根相互平行的拉杆(18)与补偿变形预制节点构件连接形成整体；底部补偿变形预制节点构件包括无螺纹固定套管(19)、U型钢固定槽(16)、螺纹水平套管(17)；左侧补偿变形预制节点构件和右侧补偿变形预制节点构件的结构与顶部补偿变形预制节点构件的结构相同；

上部U型钢支撑(7)通过U型钢固定槽(16)、螺纹顶升套管(15)与竖向丝杠(11)的一端连接，下部U型钢支撑(8)通过U型钢固定槽(16)、无螺纹固定套管(19)与竖向丝杠(11)的另一端连接；

左侧U型钢支撑(9)通过U型钢固定槽(16)、螺纹顶升套管(15)与左侧横向丝杠(12)连接；

右侧横向丝杠(13)通过螺纹顶升套管(15)、U型钢固定槽(16)与右侧U型钢支撑(10)连接；

左侧横向丝杠(12)和右侧横向丝杠(13)通过套在竖向丝杠(11)上的丝杠连接器(14)连接；

上部U型钢支撑(7)、下部U型钢支撑(8)、左侧U型钢支撑(9)和右侧U型钢支撑(10)的端部顺次搭接，搭接部分处通过高强度螺栓(20)连接固定；

拉杆(18)的中部设有拉杆旋转卡头(22)，拉杆(18)与螺纹水平套管(17)通过螺纹连接形成纵向完整支撑体系。

3.根据权利要求1所述的一种装配式补偿变形的暗挖隧道支护方法，其特征在于：在隧道变形较大部分能够松开U型钢支撑搭接部分的高强度螺栓(20)，然后通过用管钳卡在设置在竖向丝杠中下部和左侧横向丝杠、右侧横向丝杠的旋转卡头(21)上进行顺时针方向转动，进而使补偿变形预制节点向外侧移动来向隧道轴线外侧方向顶升环向钢支撑最终起到补偿变形和隧道扩帮的功能；由于在U型钢搭接部分采用防缩进错动卡槽，从而增大搭接部分的摩擦力，防止在顶升环向钢支撑时环向钢支撑之间发生收缩式错动导致支护结构向内部收缩变形的情况；最后形成具有补偿变形和隧道扩帮、可装配功能并且可以回收利用的地铁隧道内部支护结构。

4.根据权利要求1所述的一种装配式补偿变形的暗挖隧道支护方法，其特征在于：待隧道开挖完成，施做二次衬砌之前，拆卸回收上部U型钢支撑(7)、下部U型钢支撑(8)、左侧U型钢支撑(9)和右侧U型钢支撑(10)、竖向丝杠(11)、左侧横向丝杠(12)、右侧横向丝杠(13)、丝杠连接器(14)和补偿变形预制节点构件；若遇到地层条件差的施工情况，为了减小拆卸支撑结构而产生的隧道内部变形，暂时不拆除支撑结构；在浇筑二次衬砌之时，将上部U型钢支撑(7)、下部U型钢支撑(8)、左侧U型钢支撑(9)和右侧U型钢支撑(10)直接浇筑在二次衬砌中，待二次衬砌达到拆模强度后，再拆除竖向丝杠(11)、左侧横向丝杠(12)、右侧横向丝杠(13)、丝杠连接器(14)和补偿变形节点构件回收利用，同时加强了二次衬砌的刚度。