[发明专利]一种多种填充物的分仓式衬砌卸压支护结构及方法

权利要求书

1.一种多种填充物的分仓式衬砌卸压支护结构的施工方法，所述分仓式衬砌卸压支护结构包括完整围岩（1），所述完整围岩（1）之间夹杂有围岩塑性区（2），所述完整围岩（1）和围岩塑性区（2）的内侧壁设置有二衬（12），并在两者之间设置有间隙；

该结构是考虑在隧道围岩与二衬之间的预留变形量处，填充若干个不同类型的仓体，形成流质填充物的缓冲保护层，使均匀支护结构受力，使得二衬受力均匀；

所述施工方法包括以下步骤：

Step1：材料准备：准备压力传感器（13）、自动卸压阀（6）、压强表（7）、橡胶胎体（17）、钢拱架、废弃流质碎屑物、陶粒和胎体内流体（18）；

Step2：制作填充包裹：将所选废弃流质碎屑物装入柔性包裹袋（15）中，并在外包裹土工布袋（16），完成碎屑物仓体（4）；在充水胎体（5）外包上一层胎体保护层（9），从胎体流体输入口处充入填充胎体内流体（18），并保证气密性良好；将充水胎体（5）与自动卸压阀（6）和排水管（8）连接后，设定好自动卸压阀（6）的阈值，往橡胶胎体（17）中注水完成充水胎体；将所选陶粒装进土工布袋（16）中扎牢，完成陶粒仓体（10）；

Step3：根据岩体性质，进行数值模拟确定围岩长期蠕变变形量，对其进行围岩开挖卸荷后隧洞受力模拟分析，得到隧道开挖后围岩塑性区（2）和完整围岩（1）分布情况，确定每个仓体的安装位置；

Step4：根据实际情况，选择合适开挖方式进行开挖隧洞；清理围岩上大于3cm处的尖角；

Step5：在隧洞开挖完成后，根据隧道的具体情况选择不同的仓体摆放方式，针对围岩塑性区（2）变形荷载较大区域，即需安装包裹物仓体的指定位置打入短锚，用于固定安装碎屑物仓体（4）和陶粒仓体，在受力较小的完整围岩布设自身承载力较小的充水胎体（5）；

Step6：将所有流质包裹物仓体预先固定在二衬结构顶部，将仓体和二衬钢拱架同时安装，钢拱架安装完成后，监测钢拱架应力应变情况；钢拱架下端采用深埋，并架设锁脚锚杆，以焊接相连；钢拱架与衬砌流质包裹体自然支撑，对围岩进行支护，使用高压注浆浇筑混凝土，形成二次衬砌；

Step7：监测充水胎体（5）内压强变化，当胎体受压荷载大于P3，其中P3为自动卸压阀阈值，自动释放水体卸除压力，直到荷载稳定在P3时；

所述碎屑物仓体（4）包括包裹袋（15），所述包裹袋（15）采用柔性囊体缝制而成密闭的包裹袋；所述包裹袋（15）的外部套装有土工布袋（16），所述包裹袋（15）内部填充有由隧洞开挖产生的废弃流质碎屑物；

所述充水胎体（5）采用柔性的橡胶胎体（17）制成，所述橡胶胎体（17）内部填充胎体内流体（18），所述充水胎体（5）的一端连接有自动卸压阀（6），另一端安装有压强表（7）；

所述充水胎体（5）的表层套有一层胎体保护层（9），所述充水胎体（5）上连接有排水管（8）。

2.根据权利要求1所述一种多种填充物的分仓式衬砌卸压支护结构的施工方法，其特征在于：所述包裹物仓体周边二衬结构上每距一段距离开设通孔（11），所述通孔（11）用于卸压、注浆或排水。

3.根据权利要求1所述一种多种填充物的分仓式衬砌卸压支护结构的施工方法，其特征在于：所述二衬（12）和流质缓冲层（14）之间设置有多个压力传感器（13）。