[发明专利]一种可实现动态补强的隧道装配式支护结构及其施工方法

权利要求书

1.一种可实现动态补强的隧道装配式支护结构，其特征在于：支护结构包括初期支护结构和补强结构；

所述初期支护结构由预制钢结构和充填层构成；

所述预制钢结构包括预制波纹板、法兰盘和加强肋板；

所述预制波纹板四面带有法兰盘，且法兰盘上带有螺栓孔，用于波纹板结构相互之间连接固定；

加强肋板设置在法兰盘与预制波纹板间；

波纹板结构上预留有可连接补强结构的预留孔；

所述充填层填充于隧道围岩与波纹板结构之间；

所述补强结构用于提高波纹板结构的承载能力，根据不同的补强受力特点可分为钢管核心混凝土结构、叠扣波纹板内衬结构、叠扣波纹板核心混凝土结构；

所述钢管核心混凝土结构包括钢管、混凝土和抱箍，将钢管与预制波纹板结构件通过抱箍进行固定，通过钢管上预留孔再注入混凝土的方式形成钢管核心混凝土结构，适用于对隧道某个横断面的补强，称为断面补强法；

叠扣波纹板内衬结构包括内衬波纹板，且内衬波纹板上设有与预制波纹板对称的预留孔，通过螺栓将内衬波纹板和预制波纹板连接固定的方式形成区域补强，适用于对一定长度范围的隧道支护结构进行补强，称为区域补强法，叠扣波纹板内衬结构可以补强的范围更大；

叠扣波纹板核心混凝土结构是在叠扣波纹板内衬结构中内衬波纹板与预制波纹板的空间内根据设计强度需求选择性充填混凝土而形成的，所述选择性充填指可以连续充填或者间隔充填内衬波纹板与预制波纹板的空间，适用于当叠扣波纹板内衬结构不足以满足支护强度需求时，称为复合补强法；

所述初期支护结构与补强结构形成了复合受力结构。

2.根据权利要求1所述的一种可实现动态补强的隧道装配式支护结构，其特征在于：所述充填层采用水泥砂浆、混凝土或高分子聚合物材料。

3.根据权利要求1所述的一种可实现动态补强的隧道装配式支护结构，其特征在于：所述补强结构可拆卸，重复利用。

4.根据权利要求1所述的一种可实现动态补强的隧道装配式支护结构，其特征在于：所述预留孔也可用作注浆孔使用。

5.根据权利要求1-4所述的一种可实现动态补强的隧道装配式支护结构的施工方法，其特征在于：1)按照隧道设计断面开挖隧道，形成隧道开挖边界，隧道设计断面可以是圆形、马蹄形、直墙拱形，可以根据设计的不同断面形式预制不同的波纹板结构；

2)在已开挖的隧道空间内拼装与隧道设计断面相匹配的预制波纹板，使之形成闭环结构，该结构封闭速度快，能够保障施工安全；

3)在预制波纹板背后进行注浆充填施工，注浆管穿过预留注浆孔，采取后退式注浆的方法进行施工，保障充填层的密实度；

4)对于在隧道支护施工过程中遇到的附加荷载或特殊地质等情况，根据需求施工补强结构，补强结构与预制波纹板结构之间通过预留孔完成固定连接，使得波纹板结构与补强结构形成复合受力结构，实现共同承载的目的，从而提高隧道支护结构的总体承载能力，保障特殊线路段的隧道支护安全。