[发明专利]隧道初期支护结构及施工方法

权利要求书

1.隧道初期支护结构，其特征在于，包括：

喷射混凝土支护外层，所述喷射混凝土支护外层与隧道围岩壁面相抵；

中间弹性缓冲层，所述中间弹性缓冲层铺设于喷射混凝土支护外层的内壁；

喷射混凝土支护内层，所述喷射混凝土支护内层与中间弹性缓冲层的内壁贴合，包括多段环向间隔设置的弧形支护段；以及

多个恒阻释能装置，相邻的两弧形支护段之间设有所述恒阻释能装置，恒阻释能装置的两端分别与相邻的两弧形支护段相连；

恒阻释能装置包括固设于环向相邻两弧形支护段中一者的内套和外套，以及固设于环向相邻两弧形支护段中另一者的挤压棒，所述内套包围于外套内，内套的外壁与外套的内壁之间存在间隙，所述挤压棒与内套相对并局部伸入内套中，内套接近环向相邻两弧形支护段中另一者的区域外拱，所述挤压棒具有与外拱的区域相适的挤压凸部。

2.如权利要求1所述的隧道初期支护结构，其特征在于：所述内套和外套远离环向相邻两弧形支护段中另一者的一端共同连接有刚性底板，内套和外套接近环向相邻两弧形支护段中另一者的一端共同连接有第一纵向刚性板，第一纵向刚性板固设于环向相邻两弧形支护段中一者朝向另一者的端面处，环向相邻两弧形支护段中另一者的端面设有与第一纵向刚性板相对的第二纵向刚性板，所述挤压棒与第二纵向刚性板固连，以提高挤压棒与环向相邻两弧形支护段中另一者的连接强度。

3.如权利要求2所述的隧道初期支护结构，其特征在于：喷射混凝土支护外层包括径向间隔设置的两层第一金属网、位于两层第一金属网之间的第一金属架、以及包裹第一金属架和两层第一金属网的第一喷射混凝土。

4.如权利要求2所述的隧道初期支护结构，其特征在于：还包括多根锚杆和/或锚索，多根锚杆和/或锚索环向间隔分布，锚杆和/或锚索的一端与喷射混凝土支护外层固连，另一端锚入围岩。

5.如权利要求3所述的隧道初期支护结构，其特征在于：弧形支护段包括径向间隔设置的两层第二金属网、位于两层第二金属网之间的第二金属架、以及包裹第二金属架和两层第二金属网的第二喷射混凝土。

6.如权利要求5所述的隧道初期支护结构，其特征在于：外套被第二喷射混凝土包裹的外壁和/或挤压棒被第二喷射混凝土包裹的外壁设有螺纹或者凹槽，刚性底板将外套远离环向相邻两弧形支护段中另一者的一端封闭。

7.如权利要求1至6中任意一项所述的隧道初期支护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、开挖隧道的同时，在隧道围岩壁面的相应区域进行喷射混凝土支护外层的施工，形成一节环形的喷射混凝土支护外层；

S2、在喷射混凝土支护外层的内壁铺设环形的中间弹性缓冲层；

S3、在中间弹性缓冲层的内壁环向设置由多段环向间隔分布的弧形支护段所形成的喷射混凝土支护内层，环向相邻的两弧形支护段之间连接恒阻释能装置的两端。

8.如权利要求7所述的隧道初期支护结构的施工方法，其特征在于：在步骤S1中，喷射混凝土支护外层的施工，包括先在隧道围岩壁面的相应区域挂设第一层第一金属网，并初喷厚度为30~50mm的第一喷射混凝土；接着架设第一金属架，并钻孔安装锚杆和/或锚索；然后，挂设第二层第一金属网13，并继续喷射第一喷射混凝土直至设计厚度的过程。

9.如权利要求7所述的隧道初期支护结构的施工方法，其特征在于：步骤S3包括先在中间弹性缓冲层的内壁挂设第一层第二金属网，并初喷厚度为30~50cm的第二喷射混凝土；接着，架设第二金属架，并将恒阻耗能装置的两端分别与环向相邻的两第二金属架固连；紧接着，挂设第二层金属网，并在第一纵向刚性板与第二纵向刚性板间设置遮挡物以临时封闭第一纵向刚性板与第二纵向刚性板之间的间隔；然后，进行喷射混凝土施工直至弧形支护段达到设计厚度的过程。