[发明专利]限制隧道收敛变形的支撑结构体系

说明书

本发明公布了一种限制隧道收敛变形的支撑结构体系，包括外支撑加强板，在加强板的内侧设置中部受力弯折连接支撑拱架，在支撑拱架的内侧设置内支撑加强板，加强板、支撑拱架和内支撑加强板的底端和承载支撑横基台座固定连接，在基台座的下方设置底部承载支撑柱，底部承载支撑柱的一端和地面固定，底部承载支撑柱的另一端和承载支撑横基台座的底部固定连接，在承载减震结构件的结构中设置连接安装板、内部辅支撑加固耗能板和内部主支撑加固耗能板在中部受力弯折连接支撑拱架和内支撑加强板之间设置消震设置层。本发明能最大限度地限制现有隧道结构收敛变形，符合隧道结构安全技术领域发展需求。

技术领域

本发明属于隧道结构安全技术领域，特别是涉及一种限制隧道收敛变形的支撑结构体系。

背景技术

在山岭隧道施工中，一般以新奥法为理论基础，即以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用锚杆和喷射混凝土为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分。但在施工过程中发现，由于围岩地质情况复杂多变，在岩体破碎区域，围岩自承能力较弱，特别是在断裂破碎带区域，围岩结构极不稳定，给隧道安全造成很大影响，目前在山岭隧道施工中普遍采用复合衬砌结构，即在隧道洞室上台阶开挖完成后，及时进行初衬施工，架设钢拱架并喷射混凝土，提高围岩稳定性。但由于洞室内空间及施工台车的限制以及施工工序的影响，初衬不能及时封闭成环，而且二衬的施工往往滞后于初衬，施工间隔一般达到70m以上。在初衬封闭成环之前，钢拱架端部一般采用锁脚锚杆进行加固，但在断裂破碎带内围岩较为破碎，锁脚锚杆的加固作用有限，而且注浆需要一段时间才可发挥锚固作用，因此在工程中时常会出现初衬崩塌事故，严重影响施工进度和工程安全。目前，为限制隧道收敛变形，一般采用两端分别铰接在隧道内壁上的横向支撑梁，该梁只能限制隧道两侧的挤压变形，无法为钢拱架提供向上的支撑力，有时在特殊情况如地震发生时，振动引起山岭隧道主结构体产生地震反应，有可能造成主体结构在强震中破坏，因此最大限度控制损失、增加安全系数和减少结构震动反应是山岭隧道建筑结构等系列工程当前需要解决的问题，这些不利因素对隧道洞口的施工安全提出了较大的挑战，由于目前公路隧道跨度越来越大，从以往的双车道隧道到目前的四车道隧道，隧道断面更趋向于扁平化，围岩变形难控制，设计施工技术较复杂。隧道初次衬砌的型钢拱架在隧道施工中起到了举足轻重的作用，其承担了初次衬砌未形成前的围岩压力，以及与初次衬砌混凝土形成型钢混凝土一起承担后续的围岩压力，随着隧道断面的扁平化，型钢拱架在施工过程中受力越来越复杂，拉力与压力交替变化的现象对山岭隧道建筑结构等系列工程施工安全提出了较大的挑战。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种限制隧道收敛变形的支撑结构体系，能最大限度地限制现有隧道结构收敛变形，能显著增加对隧道结构主体支撑稳定性，提升隧道结构顶部土体自承载能力和抗变形能力，不仅在地震等灾害情况发生时能控制损失和增加安全性能以及减小隧道结构地震反应，同时解决了现阶段为限制隧道收敛变形采用两端分别铰接在隧道内壁上的横向支撑梁只能限制隧道两侧挤压变形、无法提供向上支撑力的技术缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：