一种隧道韧性支护波纹板连接结构的制作方法

1.本实用新型属于隧道支护技术领域，具体涉及一种隧道韧性支护波纹板连接结构。


背景技术：

2.我国铁路隧道支护结构基本采用传统的锚网喷结构，该支护结构体系工序较多，在一些高地应力、软岩大变形隧道内，采用锚网喷体系所占用的时间较长，导致隧道发生较大变形，影响隧道安全。此外，锚网喷结构内主要采用型钢拱架，型钢拱架的纵向刚度较差，容易发生平面外失稳，导致锚网喷整体结构失稳。基于以上原因，国内相关机构提出了采用波纹板作为隧道初期支护结构，考虑到施工便捷性，所采用的波纹板主要采用法兰连接，由于法兰大多采用焊接，当隧道发生较大变形时，焊缝处容易发生开裂，致使结构发生破坏，除此以外，板片四周采用法兰盘结构后，若焊接中心不对称，容易造成偏心，使得波纹板的受力发生根本性变化，由原本承受轴心受压构件变位偏心受压构件，导致板片连接螺栓由剪切受力变为拉弯受力，导致螺栓承载力下降，严重影响波纹板整体结构的承载性能。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用方便的一种隧道韧性支护波纹板连接结构。
4.为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种隧道韧性支护波纹板连接结构，其特征在于：包括波纹板和异型槽钢，多个波纹板拼接组成韧性支护，相邻的两波纹板之间通过异型槽钢连接在一起，韧性支护为位于隧道开挖面内侧的拱形韧性支护，韧性支护通过超前导管连接在隧道围岩中。
5.进一步的，所述韧性支护在纵向和环向上由波纹板拼接而成，波纹板的波纹方向与隧道横截面相垂直，在环向上波纹板拼接构成波纹板支护环。
6.进一步的，所述多个波纹板通过异型槽钢依次首尾连接构成波纹板支护环，多个波纹板支护环之间通过紧固件连接构成韧性支护，波纹板支护环中相邻两波纹板分别为上板片和下板片。
7.进一步的，所述异型槽钢为u型结构，异型槽钢包括与上板片连接的上异型槽钢和与下板片连接的下异型槽钢，上异型槽钢和下异型槽钢均设有螺栓孔并通过螺栓进行紧固连接。
8.进一步的，所述上板片的端部插接在上异型槽钢的槽体中，下板片的端部插接在下异型槽钢的槽体中，上异型槽钢的底部与下异型槽钢的底部向背设置，在上异型槽钢底部与下异型槽钢底部之间设有防水缓冲垫。
9.进一步的，所述波纹板上设有用于与异型槽钢连接的安装孔ⅰ，安装孔ⅰ设置在波纹板的波峰和波谷处，异型槽钢的侧壁上设有与安装孔ⅰ对应的安装孔ⅱ，波纹板通过螺栓与安装孔ⅰ和安装孔ⅱ配合紧固连接在异型槽钢上。
10.进一步的，所述异型槽钢的外壁上与安装孔ⅱ对应的位置预先焊接有螺母。
11.进一步的，所述韧性支护纵向上多个波纹板支护环拼接，相邻波纹板支护环之间通过法兰盘或者内翻边连接在一起，并通过高强螺栓进行紧固连接，相邻波纹板支护环连接部分的两波纹板之间夹设有防水垫。
12.进一步的，所述波纹板的外侧涂布有防腐层，波纹板的内侧涂布有防锈涂料层和防火涂料层。
13.进一步的，所述隧道开挖面与韧性支护之间的间隙内灌注有回填层，回填层为泡沫混凝土、普通灌浆料或轻质发泡材料。
14.采用本实用新型技术方案的优点为：
15.本实用新型韧性支护环向上相邻波纹板之间采用异型槽钢连接，安装上部波纹板时，事先将上异型槽钢与上部需安装波纹板连接在一起，安装下部波纹板安装时，也需要事先将下异型槽钢与下部需安装波纹板连接在一起，可以保证波纹板受力处于同一面内，提高韧性支护整体结构的承载性能。
附图说明
16.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：
17.图1为本实用新型隧道韧性初期支护结构示意图；
18.图2为本实用新型波纹板与异性槽钢连接正视示意图；
19.图3为本实用新型波纹板与异性槽钢连接俯视示意图；
20.图4为本实用新型波纹板连接成韧性支护示意图。
21.上述图中的标记分别为：1、隧道开挖面；2、韧性支护；21、波纹板；211、上板片；212、下板片；22、异型槽钢；23、上异型槽钢；231、螺母；24、下异型槽钢；25、防水缓冲垫；26、安装孔ⅰ；27、安装孔ⅱ；3、超前导管；4、回填层；5、上台阶；6、锁脚锚杆；7、下台阶；8、仰拱及填充层。
具体实施方式
22.在本实用新型中，需要理解的是，术语“长度”；“宽度”；“上”；“下”；“前”；“后”；“左”；“右”；“竖直”；“水平”；“顶”；“底”“内”；“外”；“顺时针”；“逆时针”；“轴向”；“平面方向”；“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位；以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
23.如图1至图4所示，一种隧道韧性支护波纹板连接结构，其特征在于：包括波纹板21和异型槽钢22，多个波纹板21拼接组成韧性支护2，相邻的两波纹板21之间通过异型槽钢22连接在一起，韧性支护2为位于隧道开挖面1内侧的拱形韧性支护，韧性支护2通过超前导管3连接在隧道围岩中。韧性支护2 在纵向和环向上由波纹板21拼接而成，波纹板的波纹方向与隧道横截面相垂直，波纹板的四周连接部位处预留有用于拼接的螺栓孔，在环向上波纹板21拼接构成波纹板支护环。
24.波纹板21上设有用于与异型槽钢22连接的安装孔ⅰ26，安装孔ⅰ26设置在波纹板21的波峰和波谷处，异型槽钢22的侧壁上设有与安装孔ⅰ26对应的安装孔ⅱ27，波纹板21通过
螺栓与安装孔ⅰ26和安装孔ⅱ27配合紧固连接在异型槽钢22上。异型槽钢22的外壁上与安装孔ⅱ27对应的位置预先焊接有螺母231。
25.具体的，多个波纹板21通过异型槽钢22依次首尾连接构成波纹板支护环，多个波纹板支护环之间通过紧固件连接构成韧性支护2，波纹板支护环中相邻两波纹板21分别为上板片211和下板片212。
26.异型槽钢22为u型结构，异型槽钢22包括与上板片211连接的上异型槽钢23和与下板片212连接的下异型槽钢24，上异型槽钢23和下异型槽钢24均设有螺栓孔并通过螺栓进行紧固连接。
27.上板片211的端部插接在上异型槽钢23的槽体中，下板片212的端部插接在下异型槽钢24的槽体中，上异型槽钢23的底部与下异型槽钢24的底部向背设置，在上异型槽钢23底部与下异型槽钢24底部之间设有防水缓冲垫25。
28.在实际使用时，先将上异型槽钢23底部与下异型槽钢24底部对齐，并在上异型槽钢23底部与下异型槽钢24底部之间铺设防水缓冲垫25，上异型槽钢 23和下异型槽钢24的槽底上均设有螺栓孔，再通过高强度螺栓穿过螺栓孔将上异型槽钢23和下异型槽钢24连接在一起；然后将上板片211的端部插接在上异型槽钢23的槽体中，使上板片211上的安装孔ⅰ26与上异型槽钢23槽壁上的安装孔ⅱ27对应并用高强度螺栓进行紧固连接，上板片211便连接在了上异型槽钢23中；同理，将下板片212的端部插接在下异型槽钢24的槽体中，使下板片212上的安装孔ⅰ26与下异型槽钢24槽壁上的安装孔ⅱ27对应并用高强度螺栓进行紧固连接，下板片212便连接在了下异型槽钢24中。
29.韧性支护2纵向上多个波纹板支护环拼接，相邻波纹板支护环之间通过法兰盘或者内翻边连接在一起，并通过高强螺栓进行紧固连接，相邻波纹板支护环连接部分的两波纹板21之间夹设有防水垫。
30.具体的，波纹板21先通过异型槽钢22连接形成环状结构沿隧道开挖面1 的环向布置，在隧道开挖面1的纵向上，环状结构再进行拼接，即一环一环的向内拼接延伸，相邻环状结构之间通过法兰盘或者内翻边连接在一起，即波纹板21的两侧部设有法兰盘或者内翻边；在施工时先进行环向支护，再进行纵向支护。
31.波纹板21为正弦、余弦、梯形或方形等形状，波纹板21的材质为普通碳素钢、低合金钢、耐候钢或不锈钢等。波纹板21的外侧涂布有防腐层，波纹板的内侧涂布有防锈涂料层和防火涂料层。
32.隧道开挖面1与韧性支护2之间的间隙内灌注有回填层4，回填层为泡沫混凝土、普通灌浆料或轻质发泡材料。
33.本实用新型韧性支护环向上相邻波纹板21之间采用异型槽钢23连接，可以保证波纹板受力处于同一面内，安装上部波纹板时，事先将上异型槽钢与上部需安装波纹板连接在一起，安装下部波纹板安装时，也需要事先将下异型槽钢与下部需安装波纹板连接在一起。
34.具体施工过程为：a、施作超前小导管，并注浆；b、开挖上台阶5围岩，施作上台阶5洞身结构初期支护ⅱ，即安装波纹板支护结构，钻设锁脚锚杆6； c、上台阶5施工至适当距离后，开挖下台阶7，施作洞身结构初期支护ⅳ，即安装波纹板支护结构，钻设锁脚锚杆6；d、下台阶7施工至适当距离后，开挖仰拱及填充8，施作仰拱底部初期支护
ⅵ
，即安装波纹板支
护结构，灌筑该段内
ⅶ
部仰拱及填充8；利用衬砌模板台车一次性灌筑
ⅷ
部二次衬砌(拱墙衬砌一次施作)。在施工过程中锁脚锚杆6应及时设置，且必须对锁脚锚杆6进行注浆，以确保钢架基础稳定。各步台阶一次开挖长度宜在2～3m之间，下台阶7开挖后拱仰应紧跟。此施工过程适宜于两台阶、三台阶、微台阶以及全断面法施工。
35.此处所提到的波纹板支护结构即为波纹板21按照本实用新型公开的结构连接而成的支护。
36.以上结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。