一种大断面隧道复合式衬砌及其施工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110410110A(43)申请公布日2019.11.05(21)申请号201910786603.1(22)申请日2019.08.23(71)申请人中铁第四勘察设计院集团有限公司地址430063湖北省武汉市武昌杨园和平大道745号(72)发明人肖明清邓朝辉王均勇蒋超(74)专利代理机构北京汇泽知识产权代理有限公司11228代理人吴静(51)Int.Cl.E21D11/10(2006.01)E21D11/15(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种大断面隧道复合式衬砌及其施工方法(57)摘要本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种大断面隧道复合式衬砌，包括预支护结构以及多榀钢架，每榀钢架均沿隧道轮廓线弯折形成环形；预支护结构包括沿隧道轮廓线间隔设置的多个钢管；多个钢管通过多榀钢架固定于隧道净空轮廓的外侧；钢架之间、钢架内以及钢管内均填充有混凝土；其施工方法：在隧道开挖前，施工沿隧道轮廓线间隔布置多个钢管；进行隧道开挖，每一循环开挖完成后，架设一榀钢架，并将钢管靠近隧道的一侧与钢架固定；采用混凝土将钢架之间、钢架内以及钢管内的空隙填充密实，形成复合式衬砌。本发明提将超前预支护结构承载能力转化为永久承载结构，减少了隧道衬砌的临时支护和永久结构工程量，显著提高结构经济性。CN110410110ACN110410110A权利要求书1/1页1.一种大断面隧道复合式衬砌，其特征在于：包括预支护结构以及沿隧道长度方向间隔设置的多榀钢架，每榀所述钢架均沿隧道轮廓线弯折形成环形；所述预支护结构包括沿隧道轮廓线间隔设置的多个钢管；多个钢管通过多榀钢架固定于隧道净空轮廓的外侧；所述钢架之间、所述钢架内以及所述钢管内均填充有混凝土。2.如权利要求1所述的一种大断面隧道复合式衬砌，其特征在于：各所述钢管靠近隧道的一侧均设有U型槽钢，所述U型槽钢的槽口朝向所述钢管，所述U型槽钢的内槽底和两个槽壁均与所述钢管连接，所述U型槽钢的外槽底与所述钢架连接。3.如权利要求1所述的一种大断面隧道复合式衬砌，其特征在于：所述钢架的隧道侧设有二次衬砌。4.如权利要求1所述的一种大断面隧道复合式衬砌，其特征在于：所述钢管的直径为1～2m。5.如权利要求1所述的一种大断面隧道复合式衬砌，其特征在于：相邻两个钢管之间的距离为0.3～0.5m。6.如权利要求1所述的一种大断面隧道复合式衬砌，其特征在于：相邻两榀钢架之间的距离为0.3～0.5m。7.一种大断面隧道复合式衬砌的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：1）在隧道开挖前，施工沿隧道长度方向布置的钢管，且多个钢管沿隧道轮廓线间隔布置；2）进行隧道开挖，每一循环开挖完成后，架设一榀钢架，并将钢管靠近隧道的一侧与钢架固定；3）采用混凝土将钢架之间、钢架内以及钢管内的空隙填充密实，形成复合式衬砌。8.如权利要求7所述的一种大断面隧道复合式衬砌的施工方法，其特征在于：步骤2）中，每一循环开挖完成后，在每个钢管靠近隧道的一侧设置U型槽钢，并将U型槽钢的内槽底和两个槽壁均与对应的钢管固定，再架设钢架，并将U型槽钢的外槽底与钢架固定。9.如权利要求7所述的一种大断面隧道复合式衬砌的施工方法，其特征在于：步骤3）中混凝土填充采用喷射混凝土或模筑混凝土，待混凝土达到设计强度后，根据工程需要选择施工二次衬砌或者不施工二次衬砌。10.如权利要求7所述的一种大断面隧道复合式衬砌的施工方法，其特征在于：步骤1）中采用顶管法或盾构法施工钢管，步骤2）中根据地质条件采用全断面开挖或分多个开挖面开挖。2CN110410110A说明书1/4页一种大断面隧道复合式衬砌及其施工方法技术领域[0001]本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种大断面隧道复合式衬砌及其施工方法。背景技术[0002]大断面隧道由于其开挖跨度大，结构内力大，开挖分步多从而导致施工时风险大，工序多，工期长，成为隧道工程中的控制性节点。目前，针对大断面隧道，主要是通过采用多种预加固措施，通过将开挖面分割成多块减小每次开挖跨度，多工序协调有序分工提高施工安全性和施工进度。以图1所示的一种大断面隧道施工方法为例，施工时需要先在开挖范围上部打设管棚100，而后对两侧的导坑先进行开挖，待开挖完成后迅速设置位于隧道轮廓上的初期支护和位于隧道内侧的临时支护，然后分步开挖中间的部分，每完成一步开挖需马上施作钢架体200和临时支护300。待全断面开挖完成后再拆去位于隧道内的临时支护，并浇筑二次衬砌400，完成一个开挖循环。现有的其他施工方法与此类似，仅仅是在开挖面分割方式和超前加固措施上有所差异。[0003]上述方法虽然可以解决大断面隧道的开挖安全问题，但是存在以下问题：1）预支护施工工序时间较长，且费