双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构及其施工方法.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CN106014456A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610585497.7(22)申请日2016.07.22(71)申请人长安大学地址710064陕西省西安市碑林区南二环中段33号(72)发明人张莎莎戴志仁张林周强常春普(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人徐文权(51)Int.Cl.E21D11/10(2006.01)E21D11/38(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构及其施工方法(57)摘要本发明公开了一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构及其施工方法，目的在于，通过类圆形断面与二次衬砌、三次衬砌的双层衬砌构造型式，以及二次衬砌达到强度要求后再拆除内部临时型钢支撑的工序要求，保证了隧道施工过程中变形可控与周边环境安全，实现了特殊要求下的矿山法隧道结构型式，所采用的技术方案为：将常规的隧道断面型式优化为类圆形断面，同时将常规的衬砌结构分为二次衬砌+三次衬砌的复合式结构，并待二次衬砌达到设计强度后再拆除内部临时型钢支撑，使得双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构具有断面轮廓线型圆顺、受力合理、断面布置灵活且内部空间调整幅度大、支护结构体系受力可靠的优点。CN106014456ACN106014456A权利要求书1/1页1.一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构，其特征在于，包括沿隧道径向方向由外向内依次设置的初期支护(1)、二次衬砌(2)和三次衬砌(3)，所述初期支护(1)、二次衬砌(2)和三次衬砌(3)构成的隧道结构的断面包括上、下两段圆弧，两段圆弧之间通过直线段过渡连接，所述初期支护(1)包括环向布置的格栅钢架(4)与喷射混凝土，格栅钢架(4)包括钢筋主筋(7)与纵向加强筋(8)，钢筋主筋(7)与纵向加强筋(8)相互固定呈格栅状，二次衬砌(2)的内部设有型钢支撑(5)，型钢支撑(5)与格栅钢架(4)固定连接，所述二次衬砌(2)与三次衬砌(3)采用防水混凝土浇筑，二次衬砌(2)与三次衬砌(3)之间铺设有全断面防水材料。2.根据权利要1所述的一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构，其特征在于，所述每环格栅钢架(4)包括四根呈弧形的钢筋主筋(7)，四根钢筋主筋(7)间固定有呈螺旋状分布的若干纵向加强筋(8)。3.根据权利要求2所述的一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构，其特征在于，所述型钢支撑(5)包括两根弧形工字钢，一根工字钢与初期支护(1)的拱顶和拱底固定连接，另一根工字钢与初期支护(1)的拱腰固定连接。4.根据权利要求3所述的一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构，其特征在于，所述两根工字钢与相应位置的钢筋主筋(7)通过两块带孔钢板(6)和螺栓固定连接。5.根据权利要求1所述的一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构，其特征在于，所述初期支护(1)、二次衬砌(2)和三次衬砌(3)构成的整体结构的断面轮廓的上、下两段圆弧的曲率半径不同。6.一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将钢筋主筋(7)与纵向加强筋(8)相互固定呈弧形格栅状的格栅钢架(4)，并在开挖隧道时及时架设格栅钢架(4)；2)在格栅钢架(4)表面及时湿喷混凝土，并与隧道围岩密贴形成初期支护(1)；3)架设弧形的型钢支撑(5)，型钢支撑(5)与格栅钢架(4)的拱顶、拱底和拱腰处固定连接，与初期支护(1)形成整体支撑体系；4)在初期支护(1)内部采用小模板浇筑防水混凝土形成二次衬砌(2)；5)待二次衬砌(2)达到硬化强度后拆除型钢支撑(5)，在全断面铺设防水材料，并按照先拱底后拱顶的顺序浇筑防水混凝土，拱底和拱顶的断面均浇筑呈圆弧状，且拱底和拱顶间通过直线段过度，形成三次衬砌(3)，即形成双层衬砌类圆形特殊断面矿山法隧道结构。7.根据权利要求6所述的一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构的施工方法，其特征在于，所述步骤1)中钢筋主筋(7)与纵向加强筋(8)采用三级带肋钢筋。8.根据权利要求6所述的一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构的施工方法，其特征在于，所述步骤2)中格栅钢架(4)上喷射的混凝土为C25混凝土。9.根据权利要求6所述的一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构的施工方法，其特征在于，所述步骤3)中型钢支撑(5)采用材质为Q235的22a型工字钢。10.根据权利要求6所述的一种双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构的施工方法，其特征在于，所述二次衬砌(2)与三次衬砌(3)采用C35防水混凝土，防水材料为EVA塑料防水板。2CN106014456A说明书1/5页双层衬砌特殊类圆形断面矿山法隧道结构及其施