[发明专利]一种隧道衬砌支护结构及其施工方法

说明书

本发明涉及一种隧道衬砌支护结构及其施工方法。其中，隧道衬砌支护结构包括多个并排布置的单元板片，每个单元板片包括一个主钢板和多个封堵钢板。每个单元板片中的主钢板均采用一体化成型技术加工制成，且主钢板折弯形成多个间隔开的拱形凸起，每个拱形凸起包括两个倾斜面和连接在两个倾斜面顶端之间的拱面。多个封堵钢板与主钢板中的多个拱形凸起的开口部分一一对应地固定连接，主钢板与隧道围岩之间浇筑混凝土，形成初支混凝土层。每个拱形凸起与相对应的封堵钢板形成的空腔内浇筑混凝土，三者形成钢管混凝土结构。本发明的隧道衬砌支护结构成本低、施工速度快、抗裂性能好、承载能力强、不需要制作专用台车，其施工方法操作简单，施工速度快。

技术领域

本发明属于隧道施工领域，具体涉及一种隧道衬砌支护结构及其施工方法。

背景技术

隧道衬砌是指为防止围岩变形或坍塌，沿隧道洞周围边用钢筋混凝土等材料修建的永久性支护结构，一般分为整体式衬砌、复合式衬砌、拼装式衬砌和锚喷衬砌。目前最常用的是复合式衬砌，通常采用以锚杆和喷射混凝土为主的柔性初期支护结构结合钢筋混凝土刚性二衬形成，能够充分利用围岩自身的承载能力。

但复合式衬砌自身存在厚度大、施工复杂速度慢、施工机械要求高、抗裂性能差等诸多材料问题。同时由于隧道的断面大，衬砌支护结构形式多样，地质条件不确定性大，也容易产生施工不规范，造成施工上的各种缺陷，如：超欠挖控制不够，欠挖直接减薄隧道衬砌厚度；超挖回填不密实，导致衬砌背后空洞等，衬砌厚度的不足和背后的空洞改变衬砌结构的受力状况，容易导致衬砌结构的受力破坏。此外，现有的衬砌在施工时一般需要用制作专用台车，操作复杂、成本高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种施工速度快、抗裂性能好、承载能力强、不需要制作专用台车、成本低的隧道衬砌支护结构及其施工方法。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明一方面提供一种隧道衬砌支护结构，包括多个并排布置的单元板片；每个单元板片包括一个主钢板和多个封堵钢板；每个单元板片中的主钢板均采用一体化成型技术加工制成，并且主钢板折弯形成多个间隔开的拱形凸起，每个拱形凸起包括两个倾斜面和连接在两个倾斜面的顶端之间的拱面，两个倾斜面之间的距离沿靠近拱面的方向变小，在主钢板的四周均形成向上折弯的弯折板，用来与相邻的单元板片中的主钢板中的弯折板固定连接；多个封堵钢板与主钢板中的多个拱形凸起的开口部分一一对应地固定连接；在每个拱形凸起的顶面上设有多个顶部溢浆孔，每个倾斜面上设有多个侧向溢浆孔，主钢板与隧道围岩之间浇筑混凝土，形成初支混凝土层，每个拱形凸起与相对应的封堵钢板形成的空腔内浇筑混凝土，三者整体形成钢管混凝土结构。

根据本发明，封堵钢板为拱形，并且朝向拱面拱起。

根据本发明，每个倾斜面与主钢板的底面所在的平面之间的夹角为80～85°，拱面的弧心角为120～130°。

根据本发明，主钢板的厚度为3～5mm，主钢板中相邻两个拱形凸起之间的间距为110～120mm，每个拱形凸起的开口的宽度为118～124mm。

根据本发明，每个单元板片的宽度为1000mm，每个单元板片的厚度为250mm。

根据本发明，封堵钢板为长方形结构，其宽度为118～124mm，厚度为3～5mm。

根据本发明，主钢板和封堵钢板均采用耐候钢制成。

根据本发明，混凝土采用早强混凝土。

根据本发明，封堵钢板与拱形凸起的开口连接处设有密封垫片。