[实用新型]一种波纹钢板隧道支护结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种隧道支护结构，尤其涉及一种将波纹钢板应用在隧道工程中支护结构。 

背景技术

地应力是指岩体在天然状态下的内在应力，当隧道纵向穿过地应力软弱围岩地层时，若围岩的单轴抗压强度（Rb）和最大主应力（σh，max）的比值在4～7的范围内时，为高地应力，比值小于4时，为极高地应力。隧道施工为分段施工，即将整条隧道分成多段隧道依次挖掘施工。具体而言，首先根据岩体的实际情况确定第一段隧道的纵向挖掘长度，挖掘出该段隧道，并在隧道中实施支护，完成后，从第一段隧道的末端继续沿纵向挖掘出第二段隧道，在第二段隧道中实施支护，如此循环，直至完成最后一段隧道的支护，便完成了一条完整的隧道支护。隧道支护的作用在于与围岩组成一个有足够安全度的隧道结构体系，能承受可能出现的各种荷载，保持隧道断面的使用净空，防止围岩进一步坍塌恶化，提供空气流通的光滑表面，所以在挖掘完每段隧道后必须及时进行支护，并且只有支护工艺与该处岩层的具体地质条件相适应，才能起到良好的抗变形，抗坍塌的效果。 

隧道支护分为超前支护，初期支护以及二次衬砌支护。软围岩隧道一般采用由初期支护和二次衬砌支护构成的复合支护。现有的支护工艺中的初期支护大多是直接密贴隧道表面建立刚性初期支护，具体是采用喷射混凝土、锚杆、钢拱架等与围岩紧密贴合，约束围岩变形，但在此种支护结构在隧道通道外围岩层中的高应力作用，经常造成混凝土开裂、剥落以及拱型钢架扭曲变形，以至初次支护的变形侵占了二次衬砌的空间，造成二次衬砌无法实施，因此不得不拆除初期支护并重新支护，使工程成本和风险大幅增加。 

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种能避免初期支护的混凝土剥落和变形的、具备塑性的、可灵活组装的波纹钢板隧道支护结构。 

技术方案：本实用新型所述的一种波纹钢板隧道支护结构，在隧道内壁的表面固定一层波纹钢板，并在隧道内壁和波纹钢板之间填充混凝土。 

其中，所述波纹钢板为拼装连接，相邻钢板之间通过螺栓连接。所述螺栓为高强度螺栓。所述波纹钢板的波形为连续的正弦波纹。所述混凝土为微膨胀混凝土。 

有益效果：本实用新型与现有技术相比，其优点为该支护结构高强度、耐腐蚀、可 按要求组装、施工简便等；波纹钢板与混凝土以及隧道围岩相互作用，构成隧道安全结构体系；同时波纹钢板本身是一种柔性结构，在围岩变形时同步变形，使得围岩中的高地应力得到了释放，避免围岩的高地应力造成初期支护的混凝土剥落、变形，造成二次衬砌空间被侵占，保证隧道施工的顺利进行；由于初期支护不会被破坏，可在隧道内组装波纹钢板并安装支护结构，且波纹钢板重量轻，易于运输，有利于提高在高地应力岩层地区的隧道施工安全性和效率，降低施工成本和施工风险。 

附图说明

图1为隧道断面示意图； 

图2为图1的A-A截面图； 

图3为波纹钢板的截面示意图； 

图4为图3的B-B截面图。 

具体实施方式

隧道建设工程实施前，在方案设计中明确工程实施的主要步骤，其中包括确定隧道通道的划分、开挖轮廓线的形状及尺寸。在隧道施工时，先挖出一段既定长度且符合设计断面尺寸的通道，在通道内部拼装波纹钢板支护，如图3、4所示按照施工图纸要求，预先在工厂内加工符合隧道断面尺寸的波纹钢板2的分片，然后运至通道内进行组装，相邻钢板用高强度螺栓4连接。在波纹钢板支护与开挖隧道内壁1之间隙喷注混凝土3，使得波纹钢板的外侧紧密贴合在隧道开挖面，如图1、2所示。然后再基于该段隧道进行下一段隧道的开挖和支护，也可以在隧道开挖到一定长度时将开挖和支护同步进行，以提高施工效率和隧道内安全指数。波纹钢板2可根据不同的地应力在不同长度处做切断处理，使支护结构在不同地应力的条件下产生最小的变形。波纹钢板支护结构是一种柔性结构，其允许波纹钢板断面产生一定的变形，而不影响波纹钢板支护结构的功能。也可以先在隧道表面喷射混凝土，待混凝土凝结后安装波纹钢板支护结构。