[发明专利]膨胀土基质层隧道防坍塌加强支撑结构

权利要求书

1.一种膨胀土基质层隧道防坍塌加强支撑结构，包括膨胀土隧道基质层(1)、外层支撑固定连接顶部拱架板(2)、内层支撑固定连接底部拱架板(3)、外圈弧形节段加强连接隔板(4)、内圈弧形节段加强连接隔板(5)、外层耗能减震软管结构(6)、外层软管内置腔体(7)、中层耗能减震软管结构(8)、中层软管内置腔体(9)、内层耗能减震软管结构(10)、内层软管内置腔体(11)、混合填充层(12)、承载底部支撑稳固装置(13)、封板(25)、预支锚件(27)，其特征在于：膨胀土基质层隧道防坍塌加强支撑结构的最外层为膨胀土隧道基质层(1)，所述膨胀土隧道基质层(1)的内侧上方设置外层支撑固定连接顶部拱架板(2)，所述外层支撑固定连接顶部拱架板(2)的内侧设置外圈弧形节段加强连接隔板(4)，所述外圈弧形节段加强连接隔板(4)的内侧设置内圈弧形节段加强连接隔板(5)，所述内圈弧形节段加强连接隔板(5)的内侧设置内层支撑固定连接底部拱架板(3)；外层支撑固定连接顶部拱架板(2)和外圈弧形节段加强连接隔板(4)之间设置多个外层耗能减震软管结构(6)和混合填充层(12)，所述外层耗能减震软管结构(6)的内部设置外层软管内置腔体(7)，外圈弧形节段加强连接隔板(4)和内圈弧形节段加强连接隔板(5)之间设置多个中层耗能减震软管结构(8)和混合填充层(12)，所述中层耗能减震软管结构(8)的内部设置中层软管内置腔体(9)，内层支撑固定连接底部拱架板(3)和内圈弧形节段加强连接隔板(5)之间设置多个内层耗能减震软管结构(10)和混合填充层(12)，所述内层耗能减震软管结构(10)的内部设置内层软管内置腔体(11)；预支锚件(27)由固定片板(28)和预支锚杆(29)连接而成，在预支锚杆(29)上设置倒刺(30)，所述预支锚杆(29)的一端设置在膨胀土隧道基质层(1)内，另一端穿过外层支撑固定连接顶部拱架板(2)与混合填充层(12)中的固定片板(28)固定连接，设置封板(25)将外层支撑固定连接顶部拱架板(2)、内层支撑固定连接底部拱架板(3)的前后端部固定连接；外层支撑固定连接顶部拱架板(2)和内层支撑固定连接底部拱架板(3)的下方设置承载底部支撑稳固装置(13)，所述承载底部支撑稳固装置(13)是由上端的支撑连接板(14)、左右两侧的侧部消能避震支撑板(15)、下端的底座连接板(16)和前后两侧的端部竖板(26)围成，承载底部支撑稳固装置(13)的内部设置多个固定连接铰(22)、活动连接铰(23)和支撑避震筒结构(20)，固定连接铰(22)固定在承载底部支撑稳固装置(13)的内表面，活动连接铰(23)分布在固定连接铰(22)中间，设置连接协调支撑杆构件(24)以菱形状将固定连接铰(22)、活动连接铰(23)连接，连接协调支撑杆构件(24)围成的菱形结构内设置支撑避震筒结构(20)，支撑避震筒结构(20)的内部设置内置硅胶阻尼层(21)，支撑连接板(14)、底座连接板(16)和与其相邻的活动连接铰(23)之间设置竖向减震簧结构(18)，侧部消能避震支撑板(15)和与其相邻的活动连接铰(23)之间设置水平剪切避震簧(17)，承载底部支撑稳固装置(13)结构内的其余空腔设置增重承载加强层(19)。

2.根据权利要求1所述一种膨胀土基质层隧道防坍塌加强支撑结构，其特征在于：混合填充层(12)采用橡胶纤维和混凝土混合层并且每立方米混凝土添加橡胶纤维材料2.5kg-4.5kg，橡胶纤维材料采用废弃轮胎加工制成。

3.根据权利要求1所述一种膨胀土基质层隧道防坍塌加强支撑结构，其特征在于：外层支撑固定连接顶部拱架板(2)和内层支撑固定连接底部拱架板(3)的左右两端均与支撑连接板(14)固定。

4.根据权利要求1所述一种膨胀土基质层隧道防坍塌加强支撑结构，其特征在于：外圈弧形节段加强连接隔板(4)、内圈弧形节段加强连接隔板(5)、外层耗能减震软管结构(6)、中层耗能减震软管结构(8)、内层耗能减震软管结构(10)和侧部消能避震支撑板(15)采用根据设计需求确定的低屈服点钢板制成。

5.根据权利要求1所述一种膨胀土基质层隧道防坍塌加强支撑结构，其特征在于：增重承载加强层(19)采用细碎砂石层和丁苯乳胶混合制成，同时丁苯乳胶体积百分比为20~30%。

6.根据权利要求1所述一种膨胀土基质层隧道防坍塌加强支撑结构，其特征在于：在侧部消能避震支撑板(15)上等间距分布设置耗能圆孔，圆孔具体数量和尺寸大小依据膨胀土隧道基质层(1)结构的实际松散密实程度确定。