[发明专利]一种抗冲击的流质充填衬砌支护结构及施工方法

说明书

本发明公开一种抗冲击的流质充填衬砌支护结构及施工方法，包括一衬和二衬，所述一衬和二衬之间还设有流质充填层；本发明还公开上述流质充填衬砌支护结构的施工方法；本发明能充分削弱隧道外部受到的爆破扰动，维持隧道结构的稳定。

技术领域

本发明涉及衬砌支护结构改造技术领域，具体地指一种抗冲击的流质充填衬砌支护结构及施工方法。

背景技术

随着国民经济飞速发展，国家工程建设的安全性显得愈发重要。例如工程隧洞、工程巷道、采矿岩洞支护等在施工过程中的安全性，工程的防护强度及竣工后工程的维护，这些问题会耗费大量的人力物力。

目前已有的发明流质充填衬砌，所包裹的流质由气、液、细砂组成，从初始状态开始便始终维持流质状态，虽然能大幅度降低隧道发生的局部扰动，但是在受到类似爆破的瞬时大强度大幅度扰动时，难以维持稳定性，爆破产生的扰动经过流质的削弱后，一部分仍会传导进内部破坏二衬结构，最终造成衬砌结构破坏甚至是围岩坍塌，因此，亟待设计一种抗冲击的流质充填衬砌支护结构及施工方法，来确保衬砌结构的稳定及安全性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种抗冲击的流质充填衬砌支护结构及施工方法，充分削弱隧道外部受到的爆破扰动，维持隧道结构的稳定。

本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：一种抗冲击的流质充填衬砌支护结构，包括一衬和二衬，所述一衬和二衬之间还设有流质充填层。

优选地，所述一衬包括混凝土和金属锚杆，所述二衬包括拱形钢架。

优选地，所述一衬表面与流质充填层表面之间、二衬表面与流质充填层表面之间均贴有应变片。

优选地，所述流质充填层内充填有砂、陶粒和胶囊。

更为优选地，其中部分陶粒吸附有尿素细菌，部分陶粒吸附有氯化钙，部分陶粒吸附有尿素，胶囊内充有尿素细菌的液体培养基。

更为优选地，部分陶粒吸附有氯化钙，部分陶粒吸附有尿素，胶囊内充有水。

更为优选地，所述陶粒吸附有环氧树脂，胶囊内充有固化剂。

更为优选地，所述陶粒外表面还包裹有土工膜，流质充填层数量为多个，每个流质充填层外表面设有包裹物，包裹物外侧设有连接件。

另外，本发明还公开上述流质充填衬砌支护结构的施工方法，它包括如下步骤：

S1：根据工程实际需要，对隧道进行开挖，开挖完成后布设一衬；

S2：将每个流质充填层填充砂、陶粒和胶囊后，用包裹物包裹，然后对多个流质充填层进行拼接组装；

S3：安装完成后布设二衬，并设置应变片，后期测量衬砌压力及变形程度。

本发明的有益效果：本发明的衬砌支护结构中的流质充填层具备一定的韧性，这是由于砂及胶囊具备一定的缓冲能力，在衬砌支护结构受到外力冲击时，流质充填层首先可起到一定的缓冲作用，当外力冲击较大使得流质充填层的陶粒和胶囊发生破碎时，流质充填层内充填的砂、陶粒和胶囊能够在之后又互相粘结在一起，这样最终使得流质充填层形成一块具备韧性的硬块，因此流质充填层起到一定的消减冲击力作用，同时在消减冲击力作用后，又能够形成一块具备韧性的硬块，类似自我修复的功能，使隧道保持稳定，大大延长了隧道的使用寿命，使得冲击力破坏的影响得到大幅度降低，其充分削弱了隧道外部受到的爆破扰动。

附图说明

图1一种抗冲击的流质充填衬砌支护结构的结构示意图；

图2为流质充填层的结构示意图；

图3为模型试验设备结构示意图；

图4为流质充填层位移量与压强关系图；