一种大断面软岩隧道半刚性支护结构体系及其施工方法
专利汇可以提供一种大断面软岩隧道半刚性支护结构体系及其施工方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种大断面软岩隧道半刚性支护结构体系及其施工方法，解决了 现有技术 中软岩隧道支护效果不佳的问题。本发明包括初期半刚性支护结构和二次衬砌支护结构，二次衬砌支护结构位于初期半刚性支护结构内部且与初期半刚性支护结构贴合；所述初期半刚性支护结构为半刚性 钢 架支护结构或半刚性管片支护结构。本发明提供的大断面软岩隧道支护结构体系是半刚性支护，支护 刚度 介于柔性支护与钢制支护之间；一方面本发明的隧道初期支护结构体系允许允许围岩发生一定程度的 变形 ；另一方面本发明的特殊 钢筋 混凝土 预制管片可以采用管片拼装机拼装，支护效果好，适应能 力 强，提高支护安全系数。，下面是一种大断面软岩隧道半刚性支护结构体系及其施工方法专利的具体信息内容。
1.一种大断面软岩隧道半刚性支护结构体系，其特征在于：包括初期半刚性支护结构（1）和二次衬砌支护结构（2），二次衬砌支护结构（2）位于初期半刚性支护结构（1）内部且与初期半刚性支护结构（1）贴合；所述初期半刚性支护结构（1）为半刚性钢架支护结构或半刚性管片支护结构。
2.根据权利要求1所述的大断面软岩隧道半刚性支护结构体系，其特征在于：所述半刚性钢架支护结构包括特殊预制管片（6）和型钢（4），型钢（4）支护在隧道上断面上，特殊预制管片（6）支护在隧道下断面上，型钢（4）通过环向变形件（8）与特殊预制管片（6）相连接；所述型钢（4）上设有钢筋网片（5）和垂直设置的锚杆（3）。
3.根据权利要求1所述的大断面软岩隧道半刚性支护结构体系，其特征在于：所述半刚性管片支护结构包括上半环管片（12）和下半环管片（13），上半环管片（12）支护在隧道上断面上，下半环管片（13）支护在隧道下断面上，上半环管片（12）通过环向变形件（8）与下半环管片（13）相连接；上半环管片（12）和下半环管片（13）均由首尾相连的特殊预制管片（6）组成。
4.根据权利要求2或3所述的大断面软岩隧道半刚性支护结构体系，其特征在于：所述特殊预制管片（6）包括基础钢架（6-1），基础钢架（6-1）上浇筑混凝土形成混凝土管片部（6-
2），基础钢架（6-1）的两端分别伸出混凝土管片部（6-2）形成预留接头（7），相邻两个特殊预制管片（6）之间的预留接头（7）相连接。
5.根据权利要求4所述的大断面软岩隧道半刚性支护结构体系，其特征在于：所述混凝土管片部（6-2）上设有预埋锚杆孔（9），预埋锚杆孔（9）内固定设有锚杆（3）。
6.根据权利要求5所述的大断面软岩隧道半刚性支护结构体系，其特征在于：所述混凝土管片部（6-2）上设有轴向设置的预留螺栓孔（10），轴向相邻的两个混凝土管片部（6-2）通过穿过预留螺栓孔（10）的螺栓相连接。
7.根据权利要求1或6所述的大断面软岩隧道半刚性支护结构体系，其特征在于：所述二次衬砌支护结构（2）为管片支护层或现注混凝土层。
8.一种如权利要求7所述的大断面软岩隧道半刚性支护结构体系的施工方法，其特征在于：步骤如下：
S1：采用隧道掘进机进行隧道开挖；
S2：隧道掘进机上的管片拼装机对开挖的隧道拼装半刚性钢架支护结构或半刚性管片支护结构；
S3：对步骤S2中的半刚性钢架支护结构或半刚性管片支护结构进行混凝土浇筑，保证初期半刚性支护结构（1）的内表面平滑；
S4：在步骤S3中的初期半刚性支护结构（1）内采用管片拼装机进行管片拼装或采用模板台车进行现浇钢筋混凝土施工，进行二次衬砌支护结构（2）支护。
9.根据权利要求8所述的大断面软岩隧道半刚性支护结构体系的施工方法，其特征在于：步骤S2中半刚性钢架支护结构拼装步骤如下：
S2.1a：隧道掘进机上的管片拼装机将特殊预制管片（6）拼装在开挖隧道的下断面上，同一环上相邻两个特殊预制管片（6）的预留接头（7）螺栓连接；
S2.2a：将型钢（4）安装在开挖隧道的上断面上，相邻型钢（4）通过连接钢筋（11）固定，然后用环向变形件（8）将型钢（4）与特殊预制管片（6）连接固定；
S2.3a：在型钢（4）上铺设钢筋网片（5）并安装锚杆（3），然后在铺设钢筋网片（5）上和预留接头（7）处上浇筑混凝土，保证初期半刚性支护结构（1）内表面平滑，完成初期半刚性支护结构（1）的拼装；
S2.4a：待步骤S2.3a内浇筑的混凝土凝固后，在初期半刚性支护结构（1）内表面铺设防水层，以备与二次衬砌支护结构（2）贴合施工。
10.根据权利要求8所述的大断面软岩隧道半刚性支护结构体系的施工方法，其特征在于：步骤S2中半刚性管片支护结构拼装步骤如下：
S2.1b：隧道掘进机上的管片拼装机将上半环管片（12）拼装在开挖隧道的上断面上，相邻两个特殊预制管片（6）的预留接头（7）螺栓连接；
S2.2b：将下半环管片（13）拼装在开挖隧道的下断面上，相邻两个特殊预制管片（6）的预留接头（7）螺栓连接；然后用环向变形件（8）将上半环管片（12）和下半环管片（13）连接固定；
S2.3b：在上半环管片（12）和下半环管片（13）上安装锚杆（3），然后在预留接头（7）处上浇筑混凝土，保证初期半刚性支护结构（1）内表面平滑，完成初期半刚性支护结构（1）的拼装。
一种大断面软岩隧道半刚性支护结构体系及其施工方法
技术领域
背景技术
发明内容
S2：隧道掘进机上的管片拼装机对开挖的隧道拼装半刚性钢架支护结构或半刚性管片支护结构；
S3：对步骤S2中的半刚性钢架支护结构或半刚性管片支护结构进行混凝土浇筑，保证初期半刚性支护结构的内表面平滑；
S4：在步骤S3中的初期半刚性支护结构内采用管片拼装机进行管片拼装或采用模板台车进行现浇钢筋混凝土施工，进行二次衬砌支护结构支护。
S2.2a：将型钢安装在开挖隧道的上断面上，相邻型钢通过连接钢筋固定，然后用环向变形件将型钢与特殊预制管片连接固定；
S2.3a：在型钢上铺设钢筋网片并安装锚杆，然后在铺设钢筋网片上和预留接头处上浇筑混凝土，保证初期半刚性支护结构内表面平滑，完成初期半刚性支护结构的拼装；
S2.4a：待步骤S2.3a内浇筑的混凝土凝固后，在初期半刚性支护结构内表面铺设防水层，以备与二次衬砌支护结构贴合施工。
S2.2b：将下半环管片拼装在开挖隧道的下断面上，相邻两个特殊预制管片的预留接头螺栓连接；然后用环向变形件将上半环管片和下半环管片连接固定；
S2.3b：在上半环管片和下半环管片上安装锚杆，然后在预留接头处上浇筑混凝土，保证初期半刚性支护结构内表面平滑，完成初期半刚性支护结构的拼装。
具体实施方式
S2：隧道掘进机上的管片拼装机对开挖的隧道拼装半刚性钢架支护结构或半刚性管片支护结构，施工初期半刚性支护结构，对隧道进行第一层支护；
S3：对步骤S2中的半刚性钢架支护结构或半刚性管片支护结构进行混凝土浇筑，保证初期半刚性支护结构1的内表面平滑；即在初期半刚性支护结构全断面完成后，待初期半刚性支护结构与环向变形件完成预设变形后，采用混凝土浇实所述特殊预制管片的预留接头范围，浇实环向变形装置；
S4：在步骤S3中的初期半刚性支护结构1内采用管片拼装机进行管片拼装或采用模板台车进行现浇钢筋混凝土施工，进行二次衬砌支护结构2支护施工。当所述二次衬砌支护结构采用管片拼装结构形式时，所述初期半刚性支护结构与二次衬砌支护结构之间的间隙用砂浆填充。所述砂浆包含但不限于水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰砂浆、粘土砂浆。
S2.2a：将型钢4安装在开挖隧道的上断面上，相邻型钢4通过连接钢筋11固定，然后用环向变形件8将型钢4与特殊预制管片6连接固定；环向变形件8将型钢4与特殊预制管片6连接方式为螺栓+焊接形式；
S2.3a：在型钢4上铺设钢筋网片5并安装锚杆3，然后在铺设钢筋网片5上和预留接头7处上浇筑混凝土，保证初期半刚性支护结构1内表面平滑，完成初期半刚性支护结构1的拼装；
S2.4a：待步骤S2.3a内浇筑的混凝土凝固后，在初期半刚性支护结构1内表面铺设防水层，以备与二次衬砌支护结构2贴合施工。初期半刚性支护结构的上断面需要进行喷射混凝土施工，保证上断面喷射混凝土与特殊预制管片6形成封闭断面。在初期半刚性支护结构与隧道二次衬砌支护结构2之间设置防水层，以保证结构安全。隧道二次衬砌支护结构2紧贴防水层施工，在本实施例中为现浇钢筋混凝土结构。
S2.2b：将下半环管片13拼装在开挖隧道的下断面上，相邻两个特殊预制管片6的预留接头7螺栓连接；然后用环向变形件8将上半环管片12和下半环管片13连接固定；
S2.3b：在上半环管片12和下半环管片13上安装锚杆3，然后在预留接头7处上浇筑混凝土，保证初期半刚性支护结构1内表面平滑，完成初期半刚性支护结构1的拼装。即隧道初期支护结构1拼装成环后，预留接头7部分可采用喷射混凝土进行填充，以保证隧道初期支护结构体系1的内表面基本平滑。
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