[发明专利]一种大断面软岩隧道半刚性支护结构体系及其施工方法

权利要求书

1.一种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：所述大断面软岩隧道半刚性支护结构体系包括初期半刚性支护结构（1）和二次衬砌支护结构（2），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，具体施工步骤如下：

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；

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；

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。

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的施工方法，其特征在于：所述二次衬砌支护结构（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。

3.根据权利要求2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：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）。

4.根据权利要求3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：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。

5.根据权利要求2或3或4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：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。

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的施工方法，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）。