[发明专利]隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构及其施工方法

权利要求书

1.一种隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，包括两组平行设置的仰拱，其特征在于：还包括侧部支护单元（2）和顶部支护单元（3），每组仰拱（1）上方分别连接侧部支护单元（2），顶部支护单元（3）连接在两组侧部支护单元（2）上方，仰拱（1）上端设有沿长度方向的凹槽（8），侧部支护单元（2）底端置于凹槽（8）内，侧部支护单元（2）与仰拱（1）之间通过锚固螺栓（9）固定，顶部支护单元（3）与侧部支护单元（2）之间承插式固定。

2.根据权利要求1所述的隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，其特征在于：所述侧部支护单元（2）和顶部支护单元（3）均由支护板（4）拼装组成。

3.根据权利要求2所述的隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，其特征在于：所述支护板（4）的四周设有连接肋（12），连接肋（12）上设有承插式钢筋（5）和插孔（6），承插式钢筋（5）和插孔（6）相互适配，相对两个连接肋（12）上的承插式钢筋（5）和插孔（6）的位置相互对应，相邻的支护板（4）之间通过承插式钢筋（5）和插孔（6）承插式连接。

4.根据权利要求3所述的隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，其特征在于：所述支护板（4）的两个面上设有波纹（7）。

5.根据权利要求4所述的隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，其特征在于：所述支护板（4）的内部设有纵横交错的钢筋条。

6.根据权利要求5所述的隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，其特征在于：所述支护板（4）的一对连接肋（12）上设有相互适配的承插式凹槽（14）和凸起（15）。

7.根据权利要求6所述的隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，其特征在于：所述支护板（4）由聚乙烯复合材料制成，聚乙烯复合材料中掺加碳纤维材料，支护板（4）外部涂刷有阻燃材料和防腐材料。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，其特征在于：仰拱（1）上设有人行安全设施带（10）和排水系统（11），人行安全设施带（10）和排水系统（11）均与仰拱（1）平行设置。

9.根据权利要求8所述的隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，其特征在于：所述人行安全设施带（10）为中空结构，人行安全设施带（10）的位置高于排水系统（11），人行安全设施带（10）的中空部位与排水系统（11）之间设有泄水管孔（13）。

10.一种隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构的施工方法，其特征在于包括以下步骤：

A、进行隧道或地下空间合理拱轴线形状的计算和一次开挖最大安全进尺长度的计算，然后根据合理拱轴线型式进行全断面的开挖，每次开挖长度按照计算的进尺长度执行；同时，按照合理拱轴线形状进行支护板（4）的加工；

B、开挖至计算安全长度后，进行开挖面围岩的临时安全防水层的防护喷浆；

C、以进尺长度为一个拼装单元，每个拼装单元两侧对称安装及固定仰拱（1），然后在仰拱（1）上由下向上逐层安装支护板（4），形成侧部支护单元（2），侧部支护单元（2）下端插入仰拱（1）上端的凹槽（8）内并采用锚固螺栓（9）将侧部支护单元（2）和仰拱（1）进行固定，两侧的侧部支护单元（2）对称施工；

D、在两侧的侧部支护单元（2）上继续由下向上逐层安装支护板（4），最终在中间合拢，形成顶部支护单元（3）；

E、将各拼装单元进行连接，然后进行各接缝之间的密封处理；

F、围岩与支护结构之间注浆填充；

G、浆液凝固达到规范要求的强度且支护结构稳定后，进行下一部分开挖工作，按照上述开挖流程进行，如此循环直至整个隧道或地下空间支护的完成。