鋼-混凝土復(fù)合式隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種公路、鐵路、輸水或防空工程隧道內(nèi)部襯砌的鋼一混凝土復(fù)合結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隧道襯砌是為了防止隧道內(nèi)圍巖變形或坍塌，沿隧道洞身上部周向拱璧用鋼拱架及鋼一混凝土材料修筑的永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)有的隧道襯砌一般都設(shè)置初支護(hù)層及二次襯砌層。初支護(hù)層結(jié)構(gòu)由工字鋼、拱架、鋼筋網(wǎng)、錨桿及噴射混凝土構(gòu)成，用來承受隧道開挖后巖洞上方結(jié)構(gòu)塑性變形產(chǎn)生的壓力，防止圍巖變形或塌落。隧道在設(shè)置初支護(hù)層后要進(jìn)行二次襯砌，二次襯砌由防水布、混凝土等修筑成隧道最內(nèi)層的襯砌，一是用來加固初支護(hù)層；二是與初支護(hù)層共同承受巖洞變形產(chǎn)生的壓力；三是美化外觀，線路優(yōu)化，方便設(shè)置照明、通訊、排水等設(shè)施。上述結(jié)構(gòu)及施工方法存在如下問題:①、一般來說，隧道的初支護(hù)層(即初次襯砌層)承受巖洞上部的大部分荷載，但初支護(hù)層的承載能力不僅取決于內(nèi)部的鋼拱架，還取決于混凝土的配合與支持，而混凝土澆筑時(shí)是不會立即起到承載作用的，需要凝固和硬化時(shí)間，在這段時(shí)間支護(hù)強(qiáng)度是得不到嚴(yán)格保證的，特別是在地殼復(fù)雜地帶，繼而會經(jīng)常發(fā)生隧道工程坍塌事故。②、混凝土凝固后是純剛性材料，不易變形、不抗震、易開裂，開裂后易滲水，并且很難修復(fù)，這是隧道運(yùn)行后的通病。③、襯砌層太厚，一般都超過0.5米，在V類以上級別時(shí)，圍巖要達(dá)到0.7米甚至更厚，這樣就加大了斷面開挖面積和工程開挖量，延長了工期。④、混凝土工程需要凝固和硬化的時(shí)間，影響工程進(jìn)度。⑤、需要專用的大型初砌臺車，設(shè)備投入大。⑥、鋼筋綁扎是用人施工，用工量大，速度慢。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]實(shí)用新型目的:本實(shí)用新型的目的是提供一種能立即承載受壓力、抗坍塌、抗開裂、承載能力強(qiáng)、可將初次襯砌與二次襯砌合二為一以及病害隧道修復(fù)加固的鋼-混凝土復(fù)合式隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0004]技術(shù)方案:本實(shí)用新型的第一種隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，由帶有弧度的單元板片沿隧道洞壁周向和軸向拼裝而成；所述單元板片具有一對弧形邊和一對直邊，沿直邊方向在單元板片的內(nèi)壁間隔設(shè)置凸筋，該凸筋的弧度與弧形邊一致，且凸筋與單元板片之間形成空腔柱體，所述凸筋表面開設(shè)混凝土澆注孔，與凸筋對應(yīng)的單元板片上開設(shè)混凝土溢出孔；同時(shí)所述弧形邊向內(nèi)彎折形成端面法蘭，并在直邊上設(shè)側(cè)邊法蘭。
[0005]本實(shí)用新型的第二種隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，由帶有弧度的單元板片沿隧道洞壁周向和軸向拼裝而成；所述單元板片具有一對弧形邊和一對直邊，沿直邊方向在單元板片的外壁間隔設(shè)置凸筋，該凸筋的弧度與弧形邊一致，且凸筋與單元板片之間形成空腔柱體，所述凸筋表面開設(shè)混凝土溢出孔，與凸筋對應(yīng)的單元板片上開設(shè)混凝土澆注孔；同時(shí)所述弧形邊向內(nèi)彎折形成端面法蘭，并在直邊上設(shè)側(cè)邊法蘭。
[0006]本實(shí)用新型的第三種隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，由帶有弧度的單元板片沿隧道洞壁周向和軸向拼裝而成；所述單元板片具有一對弧形邊和一對直邊，該單元板片向內(nèi)側(cè)延伸形成帶有弧度的凸筋，該凸筋沿直邊方向間隔分布，且其弧度與弧形邊一致，所述單元板片與凸筋形成凹槽，并設(shè)有用于封堵該凹槽槽口的封堵鋼帶，該封堵鋼帶與凸筋之間形成空腔柱體，同時(shí)在凸筋表面開設(shè)混凝土澆注孔，在封堵鋼帶上開設(shè)混凝土溢出孔；將所述弧形邊向內(nèi)彎折形成端面法蘭，并在直邊上設(shè)側(cè)邊法蘭。
[0007]本實(shí)用新型的第四種隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，由帶有弧度的單元板片沿隧道洞壁周向和軸向拼裝而成；所述單元板片具有一對弧形邊和一對直邊，該單元板片向外側(cè)延伸形成帶有弧度的凸筋，該凸筋沿直邊方向間隔分布，且其弧度與弧形邊一致，所述單元板片與凸筋形成凹槽，并設(shè)有用于封堵該凹槽槽口的封堵鋼帶，該封堵鋼帶與凸筋之間形成空腔柱體，同時(shí)在封堵鋼帶上開設(shè)混凝土澆注孔，在凸筋表面開設(shè)混凝土溢出孔；將所述弧形邊向內(nèi)彎折形成端面法蘭，并在直邊上設(shè)側(cè)邊法蘭。
[0008]在寒冷地區(qū)，為了防止低溫對結(jié)構(gòu)的破壞，可以在隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)表面向隧道內(nèi)側(cè)依次增設(shè)保溫層和金屬內(nèi)襯層。
[0009]本實(shí)用新型的第一種隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟:
[0010](1)預(yù)備主鋼板和輔助鋼板；
[0011](2)所述主鋼板具有第一對邊和第二對邊，將其第一對邊向上彎折，在彎折部分開設(shè)法蘭連接孔得到端部法蘭，沿第二對邊在主鋼板上間隔開設(shè)與第一對邊相平行的混凝土溢出孔；
[0012](3)將所述輔助鋼板彎曲成截面為半閉合狀的凸筋，其長度接近第一對邊，并在該凸筋表面開設(shè)混凝土澆注孔；
[0013](4)沿第二對邊將所述凸筋間隔扣合在主鋼板內(nèi)側(cè)的混凝土溢出孔上，凸筋與主鋼板之間形成空腔柱體，得到復(fù)合型鋼板；
[0014](5)將復(fù)合型鋼板彎曲成帶有弧度的、內(nèi)壁具有凸筋的板片結(jié)構(gòu)；
[0015](6)在所述板片結(jié)構(gòu)的第二對邊設(shè)側(cè)邊法蘭，得到單元板片；
[0016](7)將所述單元板片沿隧道洞壁周向和軸向拼裝形成隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0017]本實(shí)用新型的第二種隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟:
[0018](1)預(yù)備主鋼板和輔助鋼板；
[0019](2)所述主鋼板具有第一對邊和第二對邊，將其第一對邊向上彎折，在彎折部分開設(shè)法蘭連接孔得到端部法蘭，沿第二對邊在主鋼板上間隔開設(shè)與第一對邊相平行的混凝土澆注孔；
[0020](3)將所述輔助鋼板彎曲成截面為半閉合狀的凸筋，其長度接近第一對邊，并在該凸筋表面開設(shè)混凝土溢出孔；
[0021](4)沿第二對邊將所述凸筋間隔扣合在主鋼板外側(cè)的混凝土澆注孔上，凸筋與主鋼板之間形成空腔柱體，得到復(fù)合型鋼板；
[0022](5)將復(fù)合型鋼板彎曲成帶有弧度的、外壁具有凸筋的板片結(jié)構(gòu)；
[0023](6)在所述板片結(jié)構(gòu)的第二對邊設(shè)側(cè)壁法蘭，得到單元板片；
[0024](7)將所述單元板片沿隧道洞壁周向和軸向拼裝形成隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0025]本實(shí)用新型的第三種隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟:
[0026](1)預(yù)備主鋼板和封堵鋼帶；
[0027](2)所述主鋼板具有第一對邊和第二對邊，將其第一對邊向上彎折，在彎折部分開設(shè)法蘭連接孔得到端部法蘭，沿第二對邊將主鋼板向上彎折形成間隔排列的凸筋，該凸筋與主鋼板形成凹槽，并在凸筋表面開設(shè)混凝土澆注孔；
[0028](3)所述封堵鋼帶上開設(shè)混凝土溢出孔，將封堵鋼帶貼合于所述凹槽的槽口處，凸筋與封堵鋼帶之間形成空腔柱體，得到復(fù)合型鋼板；
[0029](4)將復(fù)合型鋼板彎曲成帶有弧度的、內(nèi)壁具有凸筋的板片結(jié)構(gòu)；
[0030](5)在所述板片結(jié)構(gòu)的第二對邊設(shè)側(cè)壁法蘭，得到單元板片；
[0031](6)將所述單元板片沿隧道洞壁周向和軸向拼裝形成隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0032]本實(shí)用新型的第四種隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法，包括如下步驟:
[0033](1)預(yù)備主鋼板和封堵鋼帶；
[0034](2)所述主鋼板具有第一對邊和第二對邊，將其第一對邊向上彎折，在彎折部分開設(shè)法蘭連接孔得到端部法蘭，沿第二對邊將主鋼板向下彎折形成間隔排列的凸筋，該凸筋與主鋼板形成凹槽，并在凸筋表面開設(shè)混凝土溢出孔；
[0035](3)所述封堵鋼帶上開設(shè)混凝土澆注孔，將封堵鋼帶貼合于所述凹槽的槽口處，凸筋與封堵鋼帶之間形成空腔柱體，得到復(fù)合型鋼板；
[0036](4)將復(fù)合型鋼板彎曲成帶有弧度的、外壁具有凸筋的板片結(jié)構(gòu)；
[0037](5)在所述板片結(jié)構(gòu)的第二對邊設(shè)側(cè)壁法蘭，得到單元板片；
[0038](6)將所述單元板片沿隧道洞壁周向和軸向拼裝形成隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0039]本實(shí)用新型隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，包括沿隧道洞壁周向和軸向拼裝單元板片；其中，周向拼裝時(shí)相鄰的單元板片通過側(cè)邊法蘭連接，軸向拼裝時(shí)相鄰的單元板片通過端部法蘭連接