側(cè)向約束，使鋼管內(nèi)部受壓混凝土始終都處于三向受壓狀態(tài)，從而可以最大程度的延緩內(nèi)部混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。因此，鋼-混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)的抗壓強度和抗壓縮變形的能力比普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有明顯的提高。管土共同受力原理:閉合截面或半閉合截面的大口徑管道在埋地之后，管道的上部載荷不是靠管道的剛性來承受，而是靠管道與四周土石相互作用共同承受，垂直向下的載荷就會轉(zhuǎn)化為管體管壁環(huán)向的內(nèi)壓力。預(yù)應(yīng)力混凝土原理:此種結(jié)構(gòu)承受荷載之前，預(yù)先對其施加壓力，使其在外荷載作用時即已經(jīng)施加了一個與外載荷方向相反的作用力。本發(fā)明中將鋼板和混凝土兩種材料有機的結(jié)合為一體，并充分發(fā)揮各自的特點和優(yōu)勢，在整體結(jié)構(gòu)中分別承擔(dān)不同的作用。將鋼板主體制成帶有凸筋的結(jié)構(gòu)，其本身就已經(jīng)有了很高的截面慣性矩，即在填充混凝土之前，由單元板片拼裝形成的拱圈就已經(jīng)具備了很大的環(huán)向承壓能力，在填充混凝土且混凝土凝固后局部形成混凝土鋼管，此時凸筋構(gòu)成鋼管混凝土拱梁，使其整體結(jié)構(gòu)的承載能力更是成倍增加。由于鋼板的凸筋結(jié)構(gòu)可以直接輥壓加工成型的沒有焊縫，從而使得拱梁的強度增大，承載能力增強，能適應(yīng)動載荷；該結(jié)構(gòu)是半柔性結(jié)構(gòu)，抗變形能力好，不易開裂；該結(jié)構(gòu)的厚度較薄，減少了隧道開挖截面面積，節(jié)省了開挖工程量，降低了造價，并且洞體的跨度減小，增加了洞體的穩(wěn)固性。
[0072]制作方法:下面對上述第三支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法作詳細(xì)說明。
[0073]如圖1所示，首先對主鋼板1-1進(jìn)行除銹、噴丸處理，該主鋼板1-1具有第一對邊和第二對邊，第一對邊后續(xù)彎曲成為弧形邊2，用于彎折形成端面法蘭8，第二對邊即上述的直邊3，用于連接側(cè)邊法蘭9。
[0074]如圖2(a) ,2(b)所示，主鋼板1_1經(jīng)放卷、矯平、修邊后輥壓成型，成型后的主鋼板1-1向上延伸彎折形成凸筋4，圖示中的凸筋4的截面為槽型，凸筋4沿第二對邊間隔分布，并在凸筋4表面開設(shè)混凝土澆注孔6 ;將第一對邊均向上彎折約90度，并在彎折的部分上開設(shè)法蘭連接孔8-1，得到端面法蘭8，其中，凸筋、混凝土澆注孔及法蘭連接孔的數(shù)量與間距按實際情況設(shè)定；
[0075]如圖3(a) ,3(b)所示，在主鋼板1_1下方排列經(jīng)過放卷、矯平、修邊及開設(shè)混凝土溢出孔7后的封堵鋼帶11，其數(shù)量、間距按實際情況設(shè)定。
[0076]如圖4(a) ,4(b) ,4(c)所示，將封堵鋼帶11上移與主鋼帶1_1貼合，優(yōu)選是將兩者接觸部分焊接在一起，則在封堵鋼帶11與凸筋4之間形成了空腔柱體5，如此得到復(fù)合型鋼板。
[0077]如圖5(a)所示，將上述形成的復(fù)合型鋼板送入專用卷圓機構(gòu)，彎曲形成帶有弧度的、內(nèi)壁具有凸筋4的板片結(jié)構(gòu)。
[0078]如圖6 (a)所示，在板片結(jié)構(gòu)的直邊3上焊接側(cè)邊法蘭9，此時側(cè)邊法蘭9朝向內(nèi)偵牝與凸筋4方向一致，并將其端部打磨平整，可以將側(cè)邊法蘭9與空腔柱體5端部的接觸部分開孔，有利于后續(xù)澆注的混凝土的流通，如此即得單元板片I。
[0079]最后，將單元板片沿隧道洞壁拼裝得到支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0080]第四種支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法與上述第三種支護(hù)結(jié)構(gòu)類似，不同之處為:
[0081]成型后的主鋼板1-1向下延伸彎折形成凸筋4，并在凸筋4表面開設(shè)混凝土溢出孔7，如圖2(c)、2(d)所示；對應(yīng)的在封堵鋼帶11上開設(shè)混凝土澆注孔6，如圖3(c)、3(d)所示。如圖4(d)、4(e)、4(f)所示，將封堵鋼帶11下移與主鋼帶1-1貼合，再經(jīng)一系列步驟得到復(fù)合型鋼板。經(jīng)彎曲形成的帶有弧度的板片結(jié)構(gòu)，凸筋4位于其外壁上，如圖5(b)所示。側(cè)邊法蘭9朝向外側(cè)，與凸筋4方向一致，如圖6 (b)所示。
[0082]第一、二種支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法參見
【發(fā)明內(nèi)容】
。
[0083]施工方法:在設(shè)計方案確定后，根據(jù)圍巖等級以及襯砌結(jié)構(gòu)的截面尺寸確定襯砌結(jié)構(gòu)的各部分參數(shù)，包括主鋼板1-1、輔助鋼板、封堵鋼帶11等厚度、單元板片I的尺寸和弧度；凸筋4的截面形狀以及截面尺寸；填充混凝土 16的強度等級以及配合比等。開始施工后，根據(jù)隧道襯砌斷面尺寸進(jìn)行圍巖14的開挖施工，開挖面尺寸略大于襯砌斷面尺寸，開挖完成后清除松散圍巖并噴射早強混凝土 15以穩(wěn)固隧道內(nèi)表面，待噴射混凝土初凝后即可組織拼裝襯砌結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)部分，單塊襯砌板片(即單元板片I)的環(huán)向(即周向)和軸向通過板片四周的固定法蘭與螺栓進(jìn)行連接，且連接件不限于螺栓。如圖7所示，在施工現(xiàn)場將上述制得的單元板片(各類型單元板片圓弧半徑及弧長按實際情況設(shè)定)沿隧道洞身的周向和軸向拼裝成隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，圖中沿隧道周向分布A、B、C三種弧段的單元板片。拼裝完成后檢查襯砌結(jié)構(gòu)中心軸線與設(shè)計隧道中心軸線是否一致，如果存在誤差，在不損傷襯砌結(jié)構(gòu)的前提下，采用頂、拉等方式校正，以保證襯砌結(jié)構(gòu)的軸向線性順暢平滑，確保線性無明顯折彎后固定襯砌結(jié)構(gòu)并注入混凝土 16填滿凸筋4內(nèi)部及襯砌結(jié)構(gòu)和早強混凝土面之間的空間?；炷?16可以根據(jù)注漿設(shè)備和實際情況摻入一定比例的小石子，小石子的粒徑以保證不堵塞注漿設(shè)備為原則。注漿使用專用的注漿機進(jìn)行施工，并在注漿過程保持一定的壓力，確?；炷恋拿軐嵍取Ｔ谧{過程中，襯砌結(jié)構(gòu)的周向注漿采用由低到高的順序，在上部的混凝土溢出孔7開始溢漿時，封堵下部混凝土澆注孔6，繼續(xù)在上部的混凝土澆注孔6注漿。以此類推，直至整個結(jié)構(gòu)中凸筋4的內(nèi)部和結(jié)構(gòu)外部全部由密實的混凝土充滿，如圖8所示。在整個結(jié)構(gòu)施工完后，如果在寒冷地區(qū)，為了防止低溫對結(jié)構(gòu)的破壞，可加設(shè)保溫層12及金屬內(nèi)襯層13。具體為:在支護(hù)結(jié)構(gòu)的端面法蘭8上(此種情況時，端面法蘭可帶有雙排螺栓孔)安裝用于鋪設(shè)保溫層12的分片連接法蘭環(huán)17，然后再從保溫層12表面向隧道內(nèi)側(cè)鋪設(shè)金屬內(nèi)襯層13，將金屬內(nèi)襯層13與分片連接法蘭環(huán)17用鉚釘鉚接，繼而完成帶保溫層的內(nèi)壁平滑的鋼一混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)式隧道內(nèi)部襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，如圖9(a)、9(b)、10所示；其中，保溫層采用可自由彎曲并具有一定強度的材料，保溫層安裝完成后，修飾內(nèi)部，掩蓋保溫材料接縫，保證整體外觀。
【主權(quán)項】
1.一種鋼-混凝土復(fù)合式隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:由帶有弧度的單元板片(I)沿隧道洞壁周向和軸向拼裝而成；所述單元板片(I)具有一對弧形邊(2)和一對直邊(3)，沿直邊(3)方向在單元板片(I)的內(nèi)壁間隔設(shè)置凸筋(4)，該凸筋(4)的弧度與弧形邊(2)一致，且凸筋(4)與單元板片(I)之間形成空腔柱體(5)，所述凸筋(4)表面開設(shè)混凝土澆注孔(6)，與凸筋(4)對應(yīng)的單元板片(I)上開設(shè)混凝土溢出孔(7);同時所述弧形邊(2)向內(nèi)彎折形成端面法蘭(8)，并在直邊(3)上設(shè)側(cè)邊法蘭(9)。2.—種鋼-混凝土復(fù)合式隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于:由帶有弧度的單元板片(I)沿隧道洞壁周向和軸向拼裝而成；所述單元板片(I)具有一對弧形邊(2)和一對直邊(3)，沿直邊(3)方向在單元板片(I)的外壁間隔設(shè)置凸筋(4)，該凸筋(4)的弧度與弧形邊(2)一致，且凸筋(4)與單元板片(I)之間形成空腔柱體(5)，所述凸筋(4)表面開設(shè)混凝土溢出孔(7)，與凸筋(4)對應(yīng)的單元板片(I)上開設(shè)混凝土澆注孔(6);同時