[发明专利]一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系

权利要求书

1.一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：包括多榀约束混凝土拱架，所述约束混凝土拱架支撑隧道围岩，沿隧道依次排布，相邻的约束混凝土拱架之间通过纵向连接机构连接，形成支撑体系；所述支撑体系在围岩侧和隧道侧布设有若干层钢筋网，在支撑体系与钢筋网上喷射有混凝土喷层；

所述约束混凝土拱架为钢管内充填核心混凝土结构的拱形支架，根据隧道的侧压力系数的不同，约束混凝土拱架的截面形状不同；

所述约束混凝土拱架外焊钢筋套，钢筋套包括四根主筋、若干箍筋、桁架筋及U型筋，所述四根主筋分别设置在约束混凝土拱架的四周，通过紧固件与约束混凝土拱架相连，且主筋与约束混凝土拱架平行，箍筋布设在径向平面上沿拱架方向分布，包裹主筋与约束混凝土拱架，相邻的主筋之间固定有桁架筋与U型筋。

2.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：截面包括方形和圆形，具体的截面为圆形的约束混凝土支架适用于侧压力系数在0.8-1.2之间的圆形截面隧道以及侧压力系数在1-1.5之间的三心圆截面隧道。

3.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述约束混凝土拱架由多节钢管拼接组成，钢管之间通过节点连接，所述节点为法兰连接方式，每节钢管间通过焊接的法兰盘并利用螺栓进行连接，在法兰盘和钢管连接处四周焊接多块加劲肋，对节点连接薄弱处进行加强。

4.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述约束混凝土拱架由多节钢管拼接组成，钢管之间通过节点连接，所述节点为连接件，所述连接件包括两个环形钢元件，所述环形钢元件通过铰链连接，两节钢管折叠时铰链闭合，利用卡簧进行位置固定。

5.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述约束混凝土拱架拱腿处设置伸缩结构。

6.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述约束混凝土拱架在灌浆口处设有补强结构，灌浆口补强结构包括侧弯钢板补强、开口钢板补强和/或周边钢板补强。

7.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述约束混凝土拱架上设置有肋板，肋板焊设在拱架内外两侧，肋板长度超出拱架宽度，肋板高度高于拱架平面，且肋板之间具有间距。

8.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述纵向连接机构，为纵向连接筋，焊接在两榀约束混凝土拱架之间，且在不同的约束混凝土拱架靠围岩侧和靠隧道侧交替焊接。

9.如权利要求8所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述纵向连接机构为纵向连接杆，连接钢筋的一端配有螺纹，在约束混凝土拱架安装前与约束混凝土拱架上接口连接，连接钢筋另一端有突起，在约束混凝土拱架拼装时插入到前一榀已经拼装的约束混凝土拱架对应位置的接口，倒楔形卡环自动固定，连接两榀约束混凝土拱架。

10.如权利要求9所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述纵向连接杆的一端带有环形凹槽，插入前一榀约束混凝土拱架对应位置的接口，张紧的卡簧卡在环形凹槽内，起到固定作用。

11.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述约束混凝土拱架的主要受力部位采用钢筋或钢板进行补强，拱架顶部和帮部靠近围岩侧焊设钢筋或钢板，增加关键位置的强度。

12.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述钢筋网分别布置在两榀约束混凝土拱架之间，分别焊接在约束混凝土拱架靠围岩侧和隧道侧两侧的双层钢筋网，钢筋网与拱架焊接距离等于拱架一半宽度，每榀拱架两侧钢筋网接触。

13.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述约束混凝土拱架间排距和喷层厚度，根据现场地质条件对拱架间排距和喷层厚度进行调整。

14.如权利要求1所述的一种适用于地下隧洞的高强约束混凝土支护体系，其特征是：所述约束混凝土拱架充填有核心混凝土，核心混凝土分为普通混凝土和钢纤维混凝土，具体选择根据现场具体情况确定，混凝土强度等级为C20-C70之间，同时添加泵送剂和早强剂，根据现场围岩条件来调整凝结时间，使核心混凝土的早期强度快速达到设计值；

所述混凝土喷层为普通C20-C40混凝土或钢纤维混凝土。