[发明专利]适用于大变形复杂隧道的装配式多级让压支护结构及施工方法

权利要求书

1.适用于大变形复杂隧道的装配式多级让压支护结构，其特征在于：支护结构包括刚塑性充填层、韧性波纹板支护层和钢筋混凝土二衬；

所述韧性波纹板支护层呈波纹状，韧性波纹板为预制结构，由顶部波纹板、两侧波纹板和底部波纹板组成，波纹板设置滑动连接孔，相互之间搭接在一起，通过滑动螺栓将相邻两个波纹板固定连接；

两侧波纹板的腰部设置有双向波纹，且腰部的波纹方向与顶部波纹板和底部波纹板的波纹相互垂直；

所述韧性波纹板支护层在垂直于波纹方向和沿着波纹方向具有不同的刚度，受力后更易沿垂直于波纹方向产生拉伸或压缩变形；

在隧道支护时，所述韧性波纹板支护层的波纹方向垂直于隧道轴向布置；

所述刚塑性充填层设置在韧性波纹板支护层与围岩之间，形成一层与韧性波纹板支护层密贴的柔性防水层，且还具有让压变形、抗震缓冲的特性；

钢筋混凝土二衬结构为现浇钢筋混凝土结构，在围岩变形基本稳定后，在隧道内部通过现浇而成；二衬钢筋与波纹板进行焊接处理；

在刚塑性材料注入过程中采用倒退式注浆法；

所述刚塑性充填层在岩石应力释放过程中形成渐变缓冲支护，实现了第一级让压；

采用所述双向波纹板不会降低支护结构的强度刚度，且结构整体性更好，实现了二级让压；

采用所述滑动连接孔让压变形量更大，更加适应于高应力和大变形围岩支护，实现了三级让压。

2.根据权利要求1所述的适用于大变形复杂隧道的装配式多级让压支护结构，其特征在于：所述刚塑性填充层选用高分子聚合物材料。

3.根据权利要求1所述的适用于大变形复杂隧道的装配式多级让压支护结构，其特征在于：所述刚塑性填充层、韧性波纹板支护层和钢筋混凝土二衬依次由外向内形成多级让压复合支护结构。

4.根据权利要求1所述的适用于大变形复杂隧道的装配式多级让压支护结构，其特征在于：所述滑动连接孔为带有锯齿的长条形孔，通过锯齿状螺栓固定连接。

5.根据权利要求1所述的适用于大变形复杂隧道的装配式多级让压支护结构，其特征在于：波纹板上长条形孔的锯齿强度低于螺栓锯齿强度，在所受荷载较大时，波纹板锯齿先于螺栓锯齿屈服，螺栓向下滑动，并与下部锯齿啮合。

6.根据权利要求1所述的适用于大变形复杂隧道的装配式多级让压支护结构的施工方法，其特征在于：1)按照设计断面形状，开挖隧道；

2)拼装韧性波纹板支护层，先拼装顶部波纹板，然后拼装两侧波纹板，最后拼装底部波纹板，并通过滑动螺栓将相邻两个波纹板固定连接；

3)在韧性波纹板支护层与围岩之间注入刚塑性材料，在刚塑性材料注入过程中可采用倒退式注浆法，即将注浆管穿过波纹板插到韧性波纹板支护层与围岩之间，边拔管边注浆，确保浆液充填饱满，形成刚塑性充填层；

4)在隧道内部浇筑钢筋混凝土二衬，二衬钢筋须与波纹板进行焊接处理，从而增强支护结构的整体性。