[实用新型]适用于大变形隧道的初支体系

说明书

技术领域

本实用新型涉及公路隧道、铁路隧道隧道围岩支护领域，尤其是适用于大变形隧道的初支体系。

背景技术

各种软弱破碎岩层中的深埋铁路、公路隧道中，大变形现象比较常见，针对隧道大变形，目前流行的控制方法是及早封闭隧道初支成环并增强初支衬砌抵御围岩压力、减小隧道变形量。但是，该思路在实际应用中收效甚微，大变形隧道经常发生初支钢架扭曲、喷射或浇筑混凝土开裂、剥落、初次衬砌严重侵限、隧道坍塌等，引发重大工程事故。因而需要采用适宜的措施控制软弱破碎岩层中深埋隧道大变形。

发明内容

本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了适用于大变形隧道的初支体系，能够自适应高地应力和软岩隧道中较大的变形，及时对隧道围岩提供一定程度的支撑力，同时又允许围岩发生较大范围的变形，有效地保护隧道初支，防止隧道初支破坏、隧道失稳，降低隧道开挖施工的风险和费用。

本实用新型目的实现由以下技术方案完成：

一种适用于大变形隧道的初支体系，包括隧道初支，其特征在于：所述隧道初支上均匀开设有若干安装槽，所述安装槽内分别安装有传力装置，所述传力装置分别与所述隧道初支连接固定，所述传力装置中设置有至少一个传力元件，所述传力元件可压缩变形产生变形应力并通过传力装置传递至所述隧道初支。

所述传力装置包括上、下部定位板，所述上、下部定位板之间设置有所述传力元件，所述传力元件至少包括可移动板和压缩变形件，所述可移动板的顶端与所述上部定位板连接固定，所述压缩变形件的底端与所述下部定位板连接固定，所述可移动板的底端抵触于所述压缩变形件的顶端表面；由所述可移动板和所述压缩变形件所构成的传力元件可压缩变形产生变形应力并通过所述上、下部定位板传递至所述隧道初支。

所述压缩变形件的两侧分别设置有限位板，所述限位板固定连接在所述下部定位板上，所述压缩变形件的压缩变形空间限位于所述限位板之间；所述限位板之间通过连接件配合连接形成一体。

所述传力装置中设置有至少两个传力元件，所述传力元件之间的间满足于：，其中为所述压缩变形件的屈服强度；为所述压缩变形件的截面积；为所述隧道初支中喷射混凝土的轴心抗压强度；为所述隧道初支中喷射混凝土的厚度。

本实用新型的优点是：针对高地应力或软岩中隧道的大变形破坏特征，采用一种既能允许隧道产生变形又可及时对围岩提供支撑力的支护体系和施工方法，在隧道岩体开挖后，立即铺设钢筋网、架立拱架、安放传力连接装置，然后喷射混凝土，在围岩临空面及时形成支护抗力，并且当围岩变形随着时间增长之时，该支护体系中传力装置自身的压缩变形可以适量地卸除衬砌内部可能形成的过大的形变应力，避免了当前软岩大变形隧道中普遍存在的初衬钢架扭曲、喷射或浇筑混凝土开裂、剥落、侵限等危险事故，保证大变形隧道的稳定及安全。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型传力装置的结构示意图；

图3为本实用新型传力装置中的传力元件未压缩变形时的结构示意图；

图4为本实用新型传力装置中的传力元件压缩变形后的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

如图1-4所示，图中标记1-12分别表示为：传力装置1、隧道初支2、围岩3、上部定位板4、可移动板5、压缩变形件6、紧固带7、紧固螺母8、紧固螺栓9、限位板10、下部定位板11、手柄12。

实施例：如图1所示，本实施例中适用于大变形隧道的初支体系包括传力装置1和隧道初支2，隧道初支2支撑在围岩3的内部。在隧道初支2上均匀开设有安装槽，传力装置1分别安装在安装槽内。传力装置1与隧道初支2连接固定。均匀开设在隧道初支2上的安装槽对于圆形隧道而言，其设置位置可以对称地布置在隧道中心线两侧；而对于马蹄形隧道而言，安装槽的设置位置宜布置于起拱线以上拱肩处并以结构中心线为对称轴的位置。