[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

说明书

本发明公开了一种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，属于隧道工程领域，解决了现有支护方法施工速度慢、费用高的问题。本发明包括两组平行设置的仰拱，还包括侧部支护单元和顶部支护单元，每组仰拱上方分别连接侧部支护单元，顶部支护单元连接在两组侧部支护单元上方，仰拱上端设有沿长度方向的凹槽，侧部支护单元底端置于凹槽内，侧部支护单元与仰拱之间通过锚固螺栓固定，顶部支护单元与侧部支护单元之间承插式固定。施工方法：以进尺长度为一个拼装单元，在仰拱上由下至少拼装侧部支护单元，在侧部支护单元上由下至上拼装顶部支护单元。本发明可一次性大面积进行拼装与支护，提高施工安全防护范围，缩短支护施工时间。

技术领域

本发明属于隧道工程领域，具体涉及一种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。

背景技术

隧道与地下空间的建设，目前国内外在其计算理论、计算方法、施工设备及施工工艺等方面进行了大量的研究，但是在围岩支护材料的改进和装配式标准化建设方面应用不多，需倡导和大力发展。

隧道与地下空间目前常采用“暗挖法”施工，围岩的支护通常采用整体式衬砌、复合式衬砌及喷锚支护衬砌等多种型式。其支护结构施工有传统的拱模支护施工和现代的盾构拼装施工及现浇法施工。以上支护和施工方法对施工机械设备要求高、占用场地大，支护构件本身自重大且一次性支护范围和面积小，施工速度慢、费用高，实施中存在不安全因素或不利因素明显很多；对于围岩变形的控制，现有的复合式衬砌也是无法在短时间内达到阻止围岩变形的目的。因此，解决以上问题，需寻求一种能够一次支护范围大、质轻且预制拼装方便、结构合理，安全能及时承载、有效控制变形的装配式结构，是建设和发展亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道与地下空间装配式一体化拼装支护结构，以解决现有支护方法对施工机械设备要求高、占用场地大、施工速度慢、费用高的问题。

本发明的另一目的是提供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。

本发明的技术方案是：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，还包括侧部支护单元和顶部支护单元，每组仰拱上方分别连接侧部支护单元，顶部支护单元连接在两组侧部支护单元上方，仰拱上端设有沿长度方向的凹槽，侧部支护单元底端置于凹槽内，侧部支护单元与仰拱之间通过锚固螺栓固定，顶部支护单元与侧部支护单元之间承插式固定。

作为本发明的进一步改进，侧部支护单元和顶部支护单元均由支护板拼装组成。

作为本发明的进一步改进，支护板的四周设有连接肋，连接肋上设有承插式钢筋和插孔，承插式钢筋和插孔相互适配，相对两个连接肋上的承插式钢筋和插孔的位置相互对应，相邻的支护板之间通过承插式钢筋和插孔承插式连接。

作为本发明的进一步改进，支护板的两个面上设有波纹。

作为本发明的进一步改进，支护板的内部设有纵横交错的钢筋条，钢筋条起到骨架作用，以增加支护板的刚度和提高承载抗压能力。

作为本发明的进一步改进，支护板的一对连接肋上设有相互适配的承插式凹槽和凸起。

作为本发明的进一步改进，支护板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，支护板外部涂刷有阻燃材料和防腐材料。

作为本发明的进一步改进，仰拱上设有人行安全设施带和排水系统，人行安全设施带和排水系统均与仰拱平行设置。

作为本发明的进一步改进，人行安全设施带为中空结构，人行安全设施带的位置高于排水系统，人行安全设施带的中空部位与排水系统之间设有泄水管孔。

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，包括以下步骤：