[发明专利]一种用于软岩大变形隧道的高强度组合支护结构及方法

权利要求书

1.一种用于软岩大变形隧道的高强度组合支护结构，其由多节钢管格栅拱架(1)首尾相接构成的环形架体，所述环形架体包括上部架体和下部架体，其特征在于：位于上部架体中的钢管格栅拱架(1)相互之间连接有波纹钢限阻器(2)，所述上部架体和下部架体之间由所述波纹钢限阻器(2)连接；所述波纹钢限阻器(2)包括对称设置的两个支撑板(21)，两个所述支撑板(21)之间固设有波纹板(22)；所述钢管格栅拱架(1)的内侧壁喷涂有混凝土喷层(3)。

2.根据权利要求1所述的高强度组合支护结构，其特征在于：所述波纹板(22)为正弦波形结构，所述波纹板(22)设有至少两个且成排设置，其中上一个波纹板的波谷与下一个波纹板的波峰相连接；所述波纹板(22)和支撑板(21)之间、相邻波纹板(22)之间均为焊接固接。

3.根据权利要求1所述的高强度组合支护结构，其特征在于：位于下部架体中的钢管格栅拱架(1)相互之间通过固定螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的高强度组合支护结构，其特征在于：所述钢管格栅拱架(1)并排设置两个，相互之间通过U型螺栓(5)进行连接。

5.根据权利要求1所述的高强度组合支护结构，其特征在于：所述钢管格栅拱架(1)与波纹钢限阻器(2)之间设有橡胶垫(4)，然后采用连接螺栓(6)进行固定连接。

6.根据权利要求1所述的高强度组合支护结构，其特征在于：所述钢管格栅拱架(1)包括并排设置的钢管(12)，所述钢管(12)的两端分别固设有端板(11)，所述钢管(12)之间连接有π形筋(13)、U形筋(14)。

7.如权利要求1-6任一项所述的高强度组合支护结构进行支护的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、开挖隧道的上台阶，在上台阶架设多节钢管格栅拱架(1)，各钢管格栅拱架之间的连接处均安装波纹钢限阻器(2)，形成上部架体；

S2、开挖隧道的下台阶，在下台阶的两侧边墙处各架设1节钢管格栅拱架，其上端分别使用波纹钢限阻器(2)与上部架体中两端部的钢管格栅拱架进行连接；

S3、开挖隧道仰拱，在仰拱部位安装多节钢管格栅拱架，相邻钢管格栅拱架之间通过固定螺栓连接；

S4、沿隧道的内轮廓面在钢管格栅拱架上喷射混凝土至预设厚度形成混凝土喷层(3)，所述钢管格栅拱架与波纹钢限阻器的连接处不喷射混凝土。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述开挖隧道的方式有三台阶、CRD或双侧壁导坑法。

9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述上台阶的开挖高度为4～5m、长度为2～4m；所述上台阶、下台阶的开挖循环进尺不超过1.4m。

10.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述上台阶、下台阶及仰拱开挖后，及时向隧道内轮廓面初喷3～5cm厚的混凝土；随后跟着开挖顺序安装组合支护结构。