[发明专利]一种深地下空间隧道装配式组合支护结构

说明书

本发明提出一种深地下空间隧道装配式组合支护结构，包括内网格支撑结构、波纹板支护结构和外网格支撑结构；所述的波纹板支护结构设置在隧道掌子面的钢筋混凝土仰拱上，在波纹板支护结构的外壁面设有外网格支撑结构，所述外网格支撑结构为网格状的缓冲吸能布袋梁；在波纹板支护结构的内壁面设有内网格支撑结构，所述内网格支撑结构由多个纵向方管梁和多个环向钢腰梁构成。本发明具有较强的韧性受让能力，可在软弱围岩出现大变形量时，支护结构的变形量小，不仅适用于深地下空间隧道，也适用于围岩易出现软岩大变形的隧道，同时本支护结构施工工序简单、施工工期短，可大幅改善隧道内施工环境，综合经济效益高。

技术领域

本发明涉及隧道支护技术，尤其是深地下空间隧道的支护技术，具体是一种深地下空间隧道装配式组合支护结构。

背景技术

在深地下空间的开发利用中，深部高地应力环境及深地下工程的开挖与支护不仅大大提高了建设的成本，而且在开发建设中还潜在严重的安全隐患。尤其遇到诸如断层、剪切破碎带、软弱地层等不良地质条件，常常发生塌方、冒顶、突水、大变形等严重地质灾害，这些都对深埋隧道的围岩稳定性造成了巨大的威胁。软弱围岩隧道大变形与隧道开挖的施工方法、速度、开挖工序等因素有关，隧道实际开挖过程中产生的变形受到开挖施工步序的空间效应影响。

目前，深部隧道施工常用的方法为新奥法，遵循“少扰动、早喷锚、勤量测、紧封闭”的原则，对地质条件较好的围岩具有广泛的适用性。然而，对于复杂地质条件下的隧道，如软岩大变形围岩条件下，采用传统的支护技术常常出现变形量过大导致的侵限问题（即支护结构变形侵入二衬设计厚度），使二衬无法及时施工，需要重新开挖修复。另外，传统的隧道初期支护大多采用喷射混凝土+钢格栅（或型钢）支护型式，此工法存在施工工艺复杂、施工污染大、施工工期长、工作环境差、机械化程度低等缺点，极大阻碍了施工进度。

因此，有必要采取新型的支护方式及施工方法，以保证施工质量及安全。

发明内容

针对背景技术中提出的问题，本发明目的是提供一种深地下空间隧道装配式组合支护结构，本支护结构采用装配式的预制构件搭建，应用于隧道初期支护时，具有较强的韧性受让能力，可在软弱围岩出现大变形量时，支护结构的变形量小，不仅适用于深地下空间隧道，也适用于围岩易出现软岩大变形的隧道，同时本支护结构施工工序简单、施工工期短，可大幅改善隧道内施工环境，综合经济效益高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种深地下空间隧道装配式组合支护结构，包括内网格支撑结构、波纹板支护结构和外网格支撑结构；所述的波纹板支护结构设置在隧道掌子面的钢筋混凝土仰拱上，其整体为多块弧形波纹钢板拼装而成的一段弧形板壁，所述弧形板壁与钢筋混凝土仰拱上方的隧道面相配适，其壁面上设有多个注浆孔；在波纹板支护结构的外壁面设有外网格支撑结构，所述外网格支撑结构为网格状的缓冲吸能布袋梁；在波纹板支护结构的内壁面设有内网格支撑结构，所述内网格支撑结构由多个纵向方管梁和多个环向钢腰梁构成，多个纵向方管梁均平行于波纹板支护结构的轴线并间隔设置在波纹板支护结构的内壁面，多个环向钢腰梁也间隔设置在波纹板支护结构的内壁面，每个环向钢腰梁均垂直于纵向方管梁并与波纹板支护结构的内壁面固连。

所述的缓冲吸能布袋梁包括横向土工布袋、纵向土工布袋和填充物，多个纵向土工布袋均平行于波纹板支护结构的轴线并间隔设置在波纹板支护结构的外壁面，在多个纵向土工布袋之间间隔设置有平行的横向土工布袋，所述横向土工布袋与纵向土工布袋垂直相交且相互连通，所述横向土工布袋和纵向土工布袋内均灌注有材质为高分子聚合物发泡材料的填充物。

所述的横向土工布袋在其长度方向上设置有均布的注浆口A，所述的纵向土工布袋在其长度方向上设置有均布的注浆口B，所述注浆口A、注浆口B分别连接有注浆导杆；所述注浆导杆与注浆口A螺纹连接。