钢-混凝土复合式隧道衬砌支护结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种隧道衬砌支护结构，尤其涉及一种公路、铁路、输水或防空工程隧道内部衬砌的钢一混凝土复合结构。
【背景技术】
[0002]隧道衬砌是为了防止隧道内围岩变形或坍塌，沿隧道洞身上部周向拱璧用钢拱架及钢一混凝土材料修筑的永久性支护结构。现有的隧道衬砌一般都设置初支护层及二次衬砌层。初支护层结构由工字钢、拱架、钢筋网、锚杆及喷射混凝土构成，用来承受隧道开挖后岩洞上方结构塑性变形产生的压力，防止围岩变形或塌落。隧道在设置初支护层后要进行二次衬砌，二次衬砌由防水布、混凝土等修筑成隧道最内层的衬砌，一是用来加固初支护层；二是与初支护层共同承受岩洞变形产生的压力；三是美化外观，线路优化，方便设置照明、通讯、排水等设施。上述结构及施工方法存在如下问题:①、一般来说，隧道的初支护层(即初次衬砌层)承受岩洞上部的大部分荷载，但初支护层的承载能力不仅取决于内部的钢拱架，还取决于混凝土的配合与支持，而混凝土浇筑时是不会立即起到承载作用的，需要凝固和硬化时间，在这段时间支护强度是得不到严格保证的，特别是在地壳复杂地带，继而会经常发生隧道工程坍塌事故。②、混凝土凝固后是纯刚性材料，不易变形、不抗震、易开裂，开裂后易渗水，并且很难修复，这是隧道运行后的通病。③、衬砌层太厚，一般都超过0.5米，在V类以上级别时，围岩要达到0.7米甚至更厚，这样就加大了断面开挖面积和工程开挖量，延长了工期。④、混凝土工程需要凝固和硬化的时间，影响工程进度。⑤、需要专用的大型初砌台车，设备投入大。⑥、钢筋绑扎是用人施工，用工量大，速度慢。
【实用新型内容】
[0003]实用新型目的:本实用新型的目的是提供一种能立即承载受压力、抗坍塌、抗开裂、承载能力强、可将初次衬砌与二次衬砌合二为一以及病害隧道修复加固的钢-混凝土复合式隧道衬砌支护结构。
[0004]技术方案:本实用新型的第一种隧道衬砌支护结构，由带有弧度的单元板片沿隧道洞壁周向和轴向拼装而成；所述单元板片具有一对弧形边和一对直边，沿直边方向在单元板片的内壁间隔设置凸筋，该凸筋的弧度与弧形边一致，且凸筋与单元板片之间形成空腔柱体，所述凸筋表面开设混凝土浇注孔，与凸筋对应的单元板片上开设混凝土溢出孔；同时所述弧形边向内弯折形成端面法兰，并在直边上设侧边法兰。
[0005]本实用新型的第二种隧道衬砌支护结构，由带有弧度的单元板片沿隧道洞壁周向和轴向拼装而成；所述单元板片具有一对弧形边和一对直边，沿直边方向在单元板片的外壁间隔设置凸筋，该凸筋的弧度与弧形边一致，且凸筋与单元板片之间形成空腔柱体，所述凸筋表面开设混凝土溢出孔，与凸筋对应的单元板片上开设混凝土浇注孔；同时所述弧形边向内弯折形成端面法兰，并在直边上设侧边法兰。
[0006]本实用新型的第三种隧道衬砌支护结构，由带有弧度的单元板片沿隧道洞壁周向和轴向拼装而成；所述单元板片具有一对弧形边和一对直边，该单元板片向内侧延伸形成带有弧度的凸筋，该凸筋沿直边方向间隔分布，且其弧度与弧形边一致，所述单元板片与凸筋形成凹槽，并设有用于封堵该凹槽槽口的封堵钢带，该封堵钢带与凸筋之间形成空腔柱体，同时在凸筋表面开设混凝土浇注孔，在封堵钢带上开设混凝土溢出孔；将所述弧形边向内弯折形成端面法兰，并在直边上设侧边法兰。
[0007]本实用新型的第四种隧道衬砌支护结构，由带有弧度的单元板片沿隧道洞壁周向和轴向拼装而成；所述单元板片具有一对弧形边和一对直边，该单元板片向外侧延伸形成带有弧度的凸筋，该凸筋沿直边方向间隔分布，且其弧度与弧形边一致，所述单元板片与凸筋形成凹槽，并设有用于封堵该凹槽槽口的封堵钢带，该封堵钢带与凸筋之间形成空腔柱体，同时在封堵钢带上开设混凝土浇注孔，在凸筋表面开设混凝土溢出孔；将所述弧形边向内弯折形成端面法兰，并在直边上设侧边法兰。
[0008]在寒冷地区，为了防止低温对结构的破坏，可以在隧道衬砌支护结构表面向隧道内侧依次增设保温层和金属内衬层。
[0009]本实用新型的第一种隧道衬砌支护结构的制作方法，包括如下步骤:
[0010](1)预备主钢板和辅助钢板；
[0011](2)所述主钢板具有第一对边和第二对边，将其第一对边向上弯折，在弯折部分开设法兰连接孔得到端部法兰，沿第二对边在主钢板上间隔开设与第一对边相平行的混凝土溢出孔；
[0012](3)将所述辅助钢板弯曲成截面为半闭合状的凸筋，其长度接近第一对边，并在该凸筋表面开设混凝土浇注孔；
[0013](4)沿第二对边将所述凸筋间隔扣合在主钢板内侧的混凝土溢出孔上，凸筋与主钢板之间形成空腔柱体，得到复合型钢板；
[0014](5)将复合型钢板弯曲成带有弧度的、内壁具有凸筋的板片结构；
[0015](6)在所述板片结构的第二对边设侧边法兰，得到单元板片；
[0016](7)将所述单元板片沿隧道洞壁周向和轴向拼装形成隧道衬砌支护结构。
[0017]本实用新型的第二种隧道衬砌支护结构的制作方法，包括如下步骤:
[0018](1)预备主钢板和辅助钢板；
[0019](2)所述主钢板具有第一对边和第二对边，将其第一对边向上弯折，在弯折部分开设法兰连接孔得到端部法兰，沿第二对边在主钢板上间隔开设与第一对边相平行的混凝土浇注孔；
[0020](3)将所述辅助钢板弯曲成截面为半闭合状的凸筋，其长度接近第一对边，并在该凸筋表面开设混凝土溢出孔；
[0021](4)沿第二对边将所述凸筋间隔扣合在主钢板外侧的混凝土浇注孔上，凸筋与主钢板之间形成空腔柱体，得到复合型钢板；
[0022](5)将复合型钢板弯曲成带有弧度的、外壁具有凸筋的板片结构；
[0023](6)在所述板片结构的第二对边设侧壁法兰，得到单元板片；
[0024](7)将所述单元板片沿隧道洞壁周向和轴向拼装形成隧道衬砌支护结构。
[0025]本实用新型的第三种隧道衬砌支护结构的制作方法，包括如下步骤:
[0026](1)预备主钢板和封堵钢带；
[0027](2)所述主钢板具有第一对边和第二对边，将其第一对边向上弯折，在弯折部分开设法兰连接孔得到端部法兰，沿第二对边将主钢板向上弯折形成间隔排列的凸筋，该凸筋与主钢板形成凹槽，并在凸筋表面开设混凝土浇注孔；
[0028](3)所述封堵钢带上开设混凝土溢出孔，将封堵钢带贴合于所述凹槽的槽口处，凸筋与封堵钢带之间形成空腔柱体，得到复合型钢板；
[0029](4)将复合型钢板弯曲成带有弧度的、内壁具有凸筋的板片结构；
[0030](5)在所述板片结构的第二对边设侧壁法兰，得到单元板片；
[0031](6)将所述单元板片沿隧道洞壁周向和轴向拼装形成隧道衬砌支护结构。
[0032]本实用新型的第四种隧道衬砌支护结构的制作方法，包括如下步骤:
[0033](1)预备主钢板和封堵钢带；
[0034](2)所述主钢板具有第一对边和第二对边，将其第一对边向上弯折，在弯折部分开设法兰连接孔得到端部法兰，沿第二对边将主钢板向下弯折形成间隔排列的凸筋，该凸筋与主钢板形成凹槽，并在凸筋表面开设混凝土溢出孔；
[0035](3)所述封堵钢带上开设混凝土浇注孔，将封堵钢带贴合于所述凹槽的槽口处，凸筋与封堵钢带之间形成空腔柱体，得到复合型钢板；
[0036](4)将复合型钢板弯曲成带有弧度的、外壁具有凸筋的板片结构；
[0037](5)在所述板片结构的第二对边设侧壁法兰，得到单元板片；
[0038](6)将所述单元板片沿隧道洞壁周向和轴向拼装形成隧道衬砌支护结构。
[0039]本实用新型隧道衬砌支护结构的施工方法，包括沿隧道洞壁周向和轴向拼装单元板片；其中，周向拼装时相邻的单元板片通过侧边法兰连接，轴向拼装时相邻的单元板片通过端部法兰连接