一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构的制作方法

1.本实用新型涉及隧道结构的技术领域，尤其是一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构。


背景技术：

2.随着现代化交通设施的快速发展，各种隧道建设项目正如雨后春笋般地涌现，如城市地铁隧道、西部山岭隧道。以往在隧道建设过程中，主要采用强度较大的各种类型的衬砌结构或者衬砌+锚杆的组合结构形式来抵抗衬砌外侧岩（土）体的变形，以期获得安全稳定的隧道结构运行状态。然而在实际应用过程中，经常会遇到支护结构局部凸起压坏的现象，说明“以刚克刚”的硬支护形式具有一定的局限性。随着隧道结构支护理念的不断发展，尤其是对山岭隧道新奥法支护形式的不断创新应用，让压支护理念不断得到更多关注，即允许外侧岩（土）体发生一定程度的变形以释放部分围岩应力。在实际工程应用中，如何设计让压支护结构形式，达到增强隧道支护结构能力的作用，是让压支护新理念实践性转化的迫切需求。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构，通过在外层岩土体和隧道支撑管片（含初支结构）之间设置可变形垫层，达到了增强隧道支护结构能力的作用。
4.本实用新型目的实现由以下技术方案完成：
5.一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构，所述施工结构位于岩土体中，其特征在于：所述施工结构包括呈半圆状的上半部复合体以及呈半圆状的下半部垫层，所述上半部复合体包括自内向外依次设置的隧道支撑管片和可变形垫层，所述可变形垫层包括网格状的支撑骨架以及填充于所述支撑骨架的网格空间内的橡胶层。
6.所述可变形垫层与所述隧道支撑管片之间填充设置有混凝土注浆层。
7.所述支撑骨架的网格为正六边形。
8.所述下半部垫层为混凝土垫层。
9.本实用新型的优点是：结构简单，实用性强；通过在外层岩土体和隧道支撑管片（含初支结构）之间设置可变形垫层，达到了增强隧道支护结构能力的作用。
附图说明
10.图1为本实用新型中隧道断面构造示意图；
11.图2为本实用新型中可变形垫层的局部放大示意图；
12.图3为本实用新型中支撑骨架网格受力示意图。
具体实施方式
13.以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
14.如图1-3所示，图中标记分别表示为:外层岩土体1、隧道支撑管片2、隧道净空间3、支撑骨架4、橡胶层5、下半部垫层6、网格a和b、荷载f1和f2、网格点a、b、d、e、k和m。
15.实施例：如图1、2所示，本实施例涉及一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构，该施工结构设置于外层岩土体1内，其主要包括呈半圆状的上半部复合体以及呈半圆状的下半部垫层6，上半部复合体包括自内向外依次设置的隧道支撑管片2和可变形垫层，下半部垫层6具体所采用的是混凝土垫层，在上半部复合体与下半部垫层6的共同围合之下形成隧道净空间3。
16.如图1、2所示，在隧道支护结构的上半部复合体内按照实际工程需要采用一定厚度的网格状的支撑骨架4，支撑骨架4的网格空间内填充具有一定压缩变形能力的橡胶层5，支撑骨架4可以采用符合一定力学性能需求的金属材质制造，本实施例中，支撑骨架4的网格为正六边形。如图3所示，左、右相邻的网格a、b受外荷载f1、f2作用（假定荷载f1 》 f2），当荷载f1超过网格a骨架的支撑强度、而荷载f2没有超过网格b骨架的支撑强度，即受局部集中荷载作用时，网格a的顶点e会向下发生较大位移，压缩网格a内部的橡胶层5，橡胶层5受压会发生横向膨胀、且ea构件发生压缩变形，促使ab构件右移会压迫右侧网格b；同理，右侧网格b也会因外荷载f2作用而使得ad构件及内部的橡胶层5发生横向变形，抵消部分网格a的横向膨胀变形作用；当左侧网格a的外荷载f1远超右侧网格b的外荷载f2时，网格a的横向膨胀变形较大，而网格b的压缩变形不足以抵消网格a变形量，会进一步促使b网格的顶点d向外侧发生位移，诱发顶点d外侧的外层岩土体1产生被动土压力从而约束顶点d发生较大位移。依次地，沿隧道径向的局部集中荷载会在沿隧道管壁环向进行荷载重分配，从而改善隧道管壁的支撑性能，避免因局部显著受力造成的隧道支撑管片2产生局部凸起开裂。可变形垫层的支撑骨架4和橡胶层5均具有一定的变形能力，可以在一定程度上吸收外层岩土体1围岩的变形能，使得外层岩土体1可以发生一定程度的变形从而进行应力释放，达到让压变形的效果。
17.此外，可变形垫层与隧道支撑管片2之间填充设置有混凝土注浆层。
18.本实施例具有以下有益效果：结构简单，实用性强；通过在外层岩土体和隧道支撑管片（含初支结构）之间设置可变形垫层，达到了增强隧道支护结构能力的作用。
19.虽然以上实施例已经参照附图对本实用新型目的的构思和实施例做了详细说明，但本领域普通技术人员可以认识到，在没有脱离权利要求限定范围的前提条件下，仍然可以对本实用新型作出各种改进和变换，故在此不一一赘述。


技术特征：
1.一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构，所述让压支护结构位于岩土体中，其特征在于：所述让压支护结构包括呈半圆状的上半部复合体以及呈半圆状的下半部垫层，所述上半部复合体包括自内向外依次设置的隧道支撑管片和可变形垫层，所述可变形垫层包括网格状的支撑骨架以及填充于所述支撑骨架的网格空间内的橡胶层。2.如权利要求1所述的一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构，其特征在于：所述可变形垫层与所述隧道支撑管片之间填充设置有混凝土注浆层。3.如权利要求1所述的一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构，其特征在于：所述支撑骨架的网格为正六边形。4.如权利要求1所述的一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构，其特征在于：所述下半部垫层为混凝土垫层。

技术总结
本实用新型公开了一种用于改善隧道管片支撑性能的让压支护结构，所述施工结构位于岩土体中，所述施工结构包括呈半圆状的上半部复合体以及呈半圆状的下半部垫层，所述上半部复合体包括自内向外依次设置的隧道支撑管片和可变形垫层，所述可变形垫层包括网格状的支撑骨架以及填充于所述支撑骨架的网格空间内的橡胶层。本实用新型的优点是：结构简单，实用性强；通过在外层岩土体和隧道支撑管片（含初支结构）之间设置可变形垫层，达到了增强隧道支护结构能力的作用。护结构能力的作用。护结构能力的作用。


技术研发人员：岳粹洲 黄昌富 王鹏 杨宇友 姚铁军 柴琦龙 李嘉尉 何伊琦
受保护的技术使用者：中铁十五局集团有限公司
技术研发日：2022.08.29
技术公布日：2023/3/21