1.本實(shí)用新型屬于隧道施工領(lǐng)域，具體涉及一種裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系。

背景技術(shù)：

2.目前隧道施工中常采用明挖法和暗挖法兩種施工方法，在暗挖隧道施工中，常采用噴錨支護(hù)作為隧道初期支護(hù)體系，整個(gè)支護(hù)體系由混凝土層、鋼筋格柵、錨桿等構(gòu)件組成，共同承受圍巖壓力。傳統(tǒng)噴錨支護(hù)施工周期較長(zhǎng)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)圍巖的快速封閉，同時(shí)成本較高，后期修復(fù)時(shí)較為困難，上述缺點(diǎn)使得暗挖隧道施工方法在應(yīng)用時(shí)有一定局限性。

3.基于傳統(tǒng)噴錨支護(hù)體系，許多學(xué)者提出了以波紋鋼板為主要支撐結(jié)構(gòu)的支護(hù)體系。波紋鋼板具有強(qiáng)度高，抗彎性能良好等優(yōu)點(diǎn)，波紋鋼板等其他構(gòu)件為裝配式構(gòu)件，工廠預(yù)制完成后現(xiàn)場(chǎng)拼裝，施工簡(jiǎn)便，有效減少了施工周期，同時(shí)工廠預(yù)制保證了構(gòu)件的精度，使施工質(zhì)量得到滿足。以波紋鋼板作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，不需要在施工過(guò)程中噴射混凝土，減少了混凝土的使用，施工成本降低。

4.目前波紋鋼板隧道支護(hù)體系中仍存在許多不足：

5.1)現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于隧道支護(hù)中的超前支護(hù)介紹很少，沒(méi)有說(shuō)明超前小導(dǎo)管在整個(gè)波紋鋼板支護(hù)體系中如何和其他構(gòu)件進(jìn)行組合，也沒(méi)有配套的施工方法，使得在施工過(guò)程中難以真正應(yīng)用。

6.2)現(xiàn)有的技術(shù)中對(duì)于波紋鋼板和環(huán)形梁的加固常采用鋼支撐、角鋼等構(gòu)件，施工工序復(fù)雜且增加了施工周期和施工成本。

7.3)現(xiàn)有技術(shù)中波紋鋼板縱向之間連接采用螺栓進(jìn)行直接連接，無(wú)論采用搭接方式還是法蘭盤，都很難實(shí)現(xiàn)對(duì)波紋鋼板背后部分螺栓的固定。

8.現(xiàn)有技術(shù)具體如下：

9.1)波紋鋼板隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)和隧道(授權(quán)公告號(hào)cn 212337366 u)

10.不足：環(huán)形梁和波紋鋼板采用不同的加固措施來(lái)增強(qiáng)施工過(guò)程中上臺(tái)階的支撐能力，這些措施使得施工工序變得復(fù)雜，增加了施工周期，且需要的鋼支撐、角鋼和肋板數(shù)量較多，施工成本增加，同時(shí)本專利中沒(méi)有配套的超前支護(hù)體系，使得該專利的應(yīng)用有了一定的限制。

11.2)支護(hù)用波紋鋼板組件和隧道支護(hù)方法(授權(quán)公告號(hào)cn 107435547 b)

12.不足：該專利中為了保證連接的牢固性，相鄰的波紋鋼板單元之間采用搭接方式用螺栓進(jìn)行連接，無(wú)其他構(gòu)件作為縱向波紋鋼板之間的連接構(gòu)件。此方法在施工過(guò)程中難以實(shí)現(xiàn)，波紋鋼板背后是圍巖，當(dāng)相鄰的波紋鋼板單元之間搭接完成之后，難以對(duì)波紋鋼板背后部分的螺栓進(jìn)行固定。

13.3)一種鋼—frp復(fù)合波紋鋼板隧洞支護(hù)方法(申請(qǐng)公布號(hào)cn 107780949 a)

14.不足：該專利對(duì)于隧道超前支護(hù)部分未做詳細(xì)介紹，只是簡(jiǎn)單說(shuō)明開(kāi)挖前通過(guò)超前注漿小導(dǎo)管提前注漿對(duì)圍巖進(jìn)行加固，無(wú)相關(guān)的施工方法。同時(shí)該專利中波紋鋼板縱向

之間通過(guò)法蘭和兩排螺栓進(jìn)行連接，該方法在施工過(guò)程中難以實(shí)現(xiàn)，波紋鋼板背后是圍巖，導(dǎo)致波紋鋼板連接處的上排螺栓難以安裝。該專利上臺(tái)階的波紋鋼板、側(cè)墻波紋鋼板都是通過(guò)拱腳處的鎖腳錨桿進(jìn)行固定，這種方法需在波紋鋼板預(yù)留較多孔洞，破壞了波紋鋼板的完整性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

15.本實(shí)用新型公開(kāi)了一種裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，構(gòu)件由工廠標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)裝配，節(jié)省施工時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)圍巖的快速封閉，完成隧道的初期支護(hù)；具有工程成本低、質(zhì)量輕、承載能力強(qiáng)、修復(fù)簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。

16.本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

17.一種裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，包括波紋鋼-充填層組合板、鋼管-混凝土組合梁、超前小導(dǎo)管及h型鋼承托結(jié)構(gòu)，鋼管-混凝土組合梁是設(shè)置于上一榀波紋鋼-充填層組合板與下一榀波紋鋼-充填層組合板之間的連接構(gòu)件；波紋鋼-充填層組合板包括上臺(tái)階部分和下臺(tái)階部分，上臺(tái)階部分與下臺(tái)階部分通過(guò)h型鋼承托結(jié)構(gòu)組合在一起，h型鋼承托結(jié)構(gòu)的端頭與鋼管-混凝土組合梁通過(guò)高強(qiáng)螺栓固定連接；多根超前小導(dǎo)管貫穿鋼管-混凝土組合梁后插入隧道開(kāi)挖掌子面前方，超前小導(dǎo)管的尾端設(shè)置在鋼管-混凝土組合梁上，超前小導(dǎo)管與波紋鋼-充填層組合板之間的夾角為8～12

°

。

18.進(jìn)一步地，所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其中所述波紋鋼-充填層組合板包括波紋鋼板和混凝土充填層；所述波紋鋼板預(yù)留注漿孔一，通過(guò)注漿孔一對(duì)波紋鋼板背后進(jìn)行注漿，在波紋鋼板背后與圍巖界面之間形成混凝土充填層；所述波紋鋼板與混凝土充填層形成組合結(jié)構(gòu)共同受力以提高支撐能力。

19.進(jìn)一步地，所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，所述波紋鋼板邊緣焊接法蘭；所述法蘭上預(yù)留螺栓孔一；所述多個(gè)波紋鋼板之間通過(guò)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接與錯(cuò)縫拼裝。進(jìn)一步地，所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，所述波紋鋼板分別為第一波紋鋼板、第二波紋鋼板、第三波紋鋼板與第四波紋鋼板；波紋鋼-充填層組合板的上臺(tái)階部分由第一波紋鋼板、第二波紋鋼板及第三波紋鋼板組合連接而成，第三波紋鋼板的兩端分別與第一波紋鋼板及第二波紋鋼板連接在一起；波紋鋼-充填層組合板的下臺(tái)階部分由第四波紋鋼板構(gòu)成。

20.進(jìn)一步地，所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，所述第一波紋鋼板、第二波紋鋼板均連接于所述鋼管-混凝土組合梁與第三波紋鋼板之間，其二者的性質(zhì)為過(guò)渡波紋鋼板；第一波紋鋼板、第二波紋鋼板的波形為大波形與小波形的過(guò)渡波，大波形尺寸與第三波紋鋼板一致，小波形尺寸小于第三波紋鋼板的波形尺寸；第一波紋鋼板與第二波紋鋼板在鋼管-混凝土組合梁與第三波紋鋼板之間起到過(guò)渡作用，有效降低超前小導(dǎo)管角度，避免波紋鋼板與超前小導(dǎo)管施工過(guò)程中發(fā)生碰撞。

21.進(jìn)一步地，所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，所述波紋鋼板構(gòu)件背面波谷處焊接剪力釘，以提高波紋鋼板與混凝土充填層之間的抗滑移性能。

22.進(jìn)一步地，所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其中所述鋼管

??

混凝土組合梁包括環(huán)狀的鋼管和管內(nèi)混凝土，所述管內(nèi)混凝土灌注在所述鋼管內(nèi)部；所述鋼管由鋼管構(gòu)件拼裝而成，所述鋼管構(gòu)件設(shè)有承插結(jié)構(gòu)、螺栓孔二、預(yù)留孔及注漿孔二，所述鋼

管構(gòu)件之間通過(guò)承插結(jié)構(gòu)拼裝在一起；所述預(yù)留孔用于承托所述超前小導(dǎo)管，所述注漿孔二用于向所述鋼管內(nèi)部注漿；所述承插結(jié)構(gòu)之間、所述鋼管與所述波紋鋼板之間均采用高強(qiáng)度螺栓進(jìn)行連接。

23.進(jìn)一步地，所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其中所述h型鋼承托結(jié)構(gòu)包括h型鋼及鎖腳錨桿；所述h型鋼的腹板設(shè)有加勁肋和鎖腳錨桿孔；通過(guò)所述鎖腳錨桿孔向圍巖內(nèi)鉆孔，將所述鎖腳錨桿貫穿所述鎖腳錨桿孔后插入圍巖，以此將所述h型鋼固定于圍巖之上；所述h型鋼兩端焊接端頭連接板，所述端頭連接板設(shè)有螺栓孔三；所述h型鋼的上、下翼緣部分設(shè)有螺栓孔四；所述h型鋼之間、所述h型鋼與所述波紋鋼板之間、所述h型鋼與所述鋼管-混凝土組合梁之間均采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。

24.進(jìn)一步地，所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，所述鋼管拼裝方式為半環(huán)或整環(huán)。

25.上述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系的施工方法，包括如下步驟：

26.1)進(jìn)行超前支護(hù)作業(yè)：

27.在隧道洞口處先進(jìn)行所述鋼管構(gòu)件的拼接工作，所述鋼管構(gòu)件之間通過(guò)所述承插結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，由一側(cè)向另一側(cè)依次進(jìn)行拼接施工；所述鋼管構(gòu)件拼裝完成之后，通過(guò)所述預(yù)留孔向圍巖內(nèi)進(jìn)行鉆孔，再向圍巖打入所述超前小導(dǎo)管，隨后對(duì)所述超前小導(dǎo)管進(jìn)行注漿，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的超前支護(hù)作業(yè)；

28.2)進(jìn)行上臺(tái)階支護(hù)施工：

29.首先對(duì)隧道上臺(tái)階部分進(jìn)行開(kāi)挖，保留核心土部分；開(kāi)挖完成后安裝h型鋼，在拱腳處的標(biāo)高位置安裝h型鋼，通過(guò)所述鎖腳錨桿孔向圍巖內(nèi)進(jìn)行鉆孔，再向圍巖打入鎖腳錨桿，以此對(duì)h型鋼進(jìn)行固定，再將所述鋼管構(gòu)件與h型鋼通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接；

30.隨后進(jìn)行波紋鋼板的拼裝工作，先進(jìn)行第一波紋鋼板的拼裝工作，第一波紋鋼板的拼裝從兩側(cè)向拱頂進(jìn)行拼裝，第一波紋鋼板在拱腳兩側(cè)與h型鋼連接，第一波紋鋼板與所述鋼管構(gòu)件通過(guò)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接；第一波紋鋼板拼裝完成之后進(jìn)行第三波紋鋼板的拼裝工作，第三波紋鋼板拼裝完成之后拼裝第二波紋鋼板，第二波紋鋼板與下一環(huán)的鋼管構(gòu)件通過(guò)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接；第三波紋鋼板、第二波紋鋼板在拱腳兩側(cè)與h型鋼連接；第一波紋鋼板、第三波紋鋼板、第二波紋鋼板之間通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接；所述波紋鋼板的拼裝方式采用錯(cuò)縫拼裝；

31.3)進(jìn)行隧道下臺(tái)階施工：

32.對(duì)隧道上臺(tái)階核心土部分與下臺(tái)階部分進(jìn)行開(kāi)挖；開(kāi)挖完成之后進(jìn)行第四波紋鋼板的拼裝，拼裝順序?yàn)閺膬蓚?cè)向底部對(duì)稱施工，下臺(tái)階兩側(cè)的第四波紋鋼板與h型鋼通過(guò)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接，使上、下臺(tái)階的波紋鋼板形成一個(gè)封閉的環(huán)狀整體，拼裝完一環(huán)之后，沿縱向施工進(jìn)行下一環(huán)的隧道支護(hù)施工；

33.4)進(jìn)行注漿施工：

34.所述波紋鋼板拼裝完成之后，通過(guò)注漿孔二對(duì)所述鋼管構(gòu)件內(nèi)部灌注混凝土漿液，形成管內(nèi)混凝土；然后通過(guò)注漿孔一對(duì)所述波紋鋼板背后灌注混凝土漿液，注漿順序?yàn)閺膬蓚?cè)向中間沿縱向施工方向注漿，形成混凝土充填層；所述波紋鋼板通過(guò)所述剪力釘與所述混凝土充填層形成組合結(jié)構(gòu)，待混凝土初凝后，即形成了完整的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系。

35.本實(shí)用新型的有益效果為：

36.1)本實(shí)用新型提出了基于波紋鋼板-充填層組合板結(jié)構(gòu)與鋼管-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)的隧道初期支護(hù)理念，通過(guò)在波紋鋼板構(gòu)件背后和鋼管構(gòu)件內(nèi)部充填混凝土的方式，形成組合結(jié)構(gòu)，以解決鋼結(jié)構(gòu)承載能力低、混凝土結(jié)構(gòu)抗變形能力差的問(wèn)題，提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力。

37.2)本實(shí)用新型提出了鋼管-混凝土組合梁構(gòu)件，用該構(gòu)件作為上一環(huán)與下一環(huán)波紋鋼板之間的連接構(gòu)件，解決了縱向波紋鋼板之間通過(guò)螺栓連接不便的缺點(diǎn)。該構(gòu)件中鋼管預(yù)留有與兩側(cè)波紋鋼板連接的螺栓孔、用于鋼管自身拼裝成環(huán)的承插結(jié)構(gòu)、用于承托超前小導(dǎo)管的預(yù)留孔以及用于鋼管內(nèi)部注漿的注漿孔。鋼管內(nèi)部灌漿，不僅可以形成組合結(jié)構(gòu)，提高構(gòu)件承載能力，同時(shí)也提高了該連接節(jié)點(diǎn)處的連接強(qiáng)度。

38.3)本實(shí)用新型提出了波紋鋼板、鋼管與超前小導(dǎo)管的組合支護(hù)體系，完整的介紹了波紋鋼板隧道支護(hù)體系中超前支護(hù)的施工方法，彌補(bǔ)了目前相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的空缺，解決了單純采用波紋鋼板支護(hù)時(shí)，超前小導(dǎo)管穿切波紋鋼板，造成波紋鋼板強(qiáng)度降低的問(wèn)題。同時(shí)為滿足超前小導(dǎo)管的角度要求，在上臺(tái)階施工部分采用三種不同的波紋鋼板，使波紋鋼板、方鋼管、超前小導(dǎo)管之間的連接更加合理，施工過(guò)程更加簡(jiǎn)便。

39.4)本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了將加肋h(yuǎn)型鋼構(gòu)件作為上臺(tái)階與下臺(tái)階構(gòu)件的連接件，該構(gòu)件腹部焊接加勁肋提高抗壓能力、腹板預(yù)留鎖腳錨桿孔用于打入鎖腳錨桿，端部設(shè)置連接板實(shí)現(xiàn)自身拼接，有效解決拱腳收縮及上臺(tái)階承托的問(wèn)題。

附圖說(shuō)明

40.圖1為裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系總體結(jié)構(gòu)圖；

41.圖2為第一波紋鋼板構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖；

42.圖3為第三波紋鋼板構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖；

43.圖4為鋼管構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖；

44.圖5為超前支護(hù)結(jié)構(gòu)連接效果圖；

45.圖6為超前支護(hù)結(jié)構(gòu)連接縱斷面圖；

46.圖7為h型鋼承托結(jié)構(gòu)圖。

47.圖中：1-波紋鋼-充填層組合板，2-鋼管-混凝土組合梁，3-h型鋼承托結(jié)構(gòu)，5-剪力釘，6-高強(qiáng)螺栓，11-第一波紋鋼板，12-第二波紋鋼板，13-第三波紋鋼板，14-第四波紋鋼板，15-混凝土充填層，16-法蘭，161-螺栓孔一，17-注漿孔一，21-鋼管構(gòu)件，22-超前小導(dǎo)管，23-管內(nèi)混凝土，31-h型鋼，32-鎖腳錨桿， 211-預(yù)留孔，212-注漿孔二，213-承插結(jié)構(gòu)，214-螺栓孔二，311-鎖腳錨桿孔， 312-加勁肋，313-端頭連接板，314-螺栓孔三，315-螺栓孔四。

具體實(shí)施方式

48.如圖1-7所示，一種裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，包括波紋鋼

??

充填層組合板1、鋼管-混凝土組合梁2、超前小導(dǎo)管22及h型鋼承托結(jié)構(gòu)3；鋼管-混凝土組合梁2是設(shè)置于上一榀波紋鋼-充填層組合板1與下一榀波紋鋼

??

充填層組合板1之間的連接構(gòu)件；波紋鋼-充填層組合板1包括上臺(tái)階部分和下臺(tái)階部分，上臺(tái)階部分與下臺(tái)階部分通過(guò)h

型鋼承托結(jié)構(gòu)3組合在一起，h型鋼承托結(jié)構(gòu)3的端頭與鋼管-混凝土組合梁2通過(guò)高強(qiáng)螺栓6固定連接；多根超前小導(dǎo)管22貫穿鋼管-混凝土組合梁2后插入隧道開(kāi)挖掌子面前方，超前小導(dǎo)管 22的尾端設(shè)置在鋼管-混凝土組合梁2上，超前小導(dǎo)管22與波紋鋼-充填層組合板1之間的夾角為10

°

。

49.所述波紋鋼-充填層組合板1包括波紋鋼板和混凝土充填層15；所述波紋鋼板預(yù)留注漿孔一17，通過(guò)注漿孔一17對(duì)波紋鋼板背后進(jìn)行注漿，在波紋鋼板背后與圍巖界面之間形成混凝土充填層15；所述波紋鋼板與混凝土充填層15形成組合結(jié)構(gòu)共同受力以提高支撐能力。

50.所述波紋鋼板邊緣焊接法蘭16；所述法蘭16上預(yù)留螺栓孔一161；所述多個(gè)波紋鋼板之間通過(guò)高強(qiáng)螺栓6進(jìn)行連接與錯(cuò)縫拼裝。所述波紋鋼板分別為第一波紋鋼板11、第二波紋鋼板12、第三波紋鋼板13與第四波紋鋼板14；波紋鋼

??

充填層組合板1的上臺(tái)階部分由第一波紋鋼板11、第二波紋鋼板12及第三波紋鋼板13組合連接而成，第三波紋鋼板13的兩端分別與第一波紋鋼板11及第二波紋鋼板12連接在一起；波紋鋼-充填層組合板1的下臺(tái)階部分由第四波紋鋼板 14構(gòu)成。

51.所述第一波紋鋼板11、第二波紋鋼板12均連接于所述鋼管-混凝土組合梁2 與第三波紋鋼板13之間，其二者的性質(zhì)為過(guò)渡波紋鋼板；第一波紋鋼板11、第二波紋鋼板12的波形為大波形與小波形的過(guò)渡波，大波形尺寸與第三波紋鋼板 13一致，小波形尺寸小于第三波紋鋼板13的波形尺寸；第一波紋鋼板板11與第二波紋鋼板12在鋼管-混凝土組合梁2與第三波紋鋼板13之間起到過(guò)渡作用，有效降低超前小導(dǎo)管22角度，避免波紋鋼板與超前小導(dǎo)管22施工過(guò)程中發(fā)生碰撞。

52.所述第一波紋鋼板11的尺寸為波距

×

波高

×

壁厚＝230mm

×

64mm

×

5mm；第二波紋鋼板12的尺寸為波距

×

波高

×

壁厚＝230mm

×

64mm

×

5mm；第一波紋鋼板11、第二波紋鋼板12邊緣連接處的半個(gè)周期采用與第三波紋鋼板13相同的尺寸；第三波紋鋼板13的尺寸為波距

×

波高

×

壁厚＝400mm

×

150mm

×

5mm；第四波紋鋼板14的尺寸為波距

×

波高

×

壁厚＝400mm

×

150mm

×

5mm；第一波紋鋼板11有一種規(guī)格，弧長(zhǎng)為3米；第二波紋鋼板12、第三波紋鋼板13有兩種規(guī)格，弧長(zhǎng)分別為1.5米和3.0米。

53.所述波紋鋼板構(gòu)件背面波谷處焊接剪力釘5，所述剪力釘5為直徑10mm、長(zhǎng)度100mm的圓頭栓釘。

54.所述鋼管-混凝土組合梁2包括環(huán)狀的鋼管和管內(nèi)混凝土23，所述管內(nèi)混凝土23灌注在所述鋼管內(nèi)部；所述鋼管由鋼管構(gòu)件21拼裝而成，所述鋼管構(gòu)件 21設(shè)有承插結(jié)構(gòu)213、螺栓孔二214、預(yù)留孔211及注漿孔二212，所述鋼管構(gòu)件21之間通過(guò)承插結(jié)構(gòu)213拼裝在一起，所述預(yù)留孔211用于承托所述超前小導(dǎo)管22，所述注漿孔二212用于向所述鋼管內(nèi)部注漿，所述承插結(jié)構(gòu)213之間、所述鋼管與所述波紋鋼板之間均采用高強(qiáng)螺栓6進(jìn)行連接。

55.所述超前小導(dǎo)管22采用直徑38mm-50mm無(wú)縫鋼管制作；所述超前小導(dǎo)管 22的前端為10cm長(zhǎng)的圓錐狀，后端100cm內(nèi)不開(kāi)孔，剩余部分按20～30cm梅花形布設(shè)直徑6mm的溢漿孔。

56.所述h型鋼承托結(jié)構(gòu)3包括h型鋼31及鎖腳錨桿32，所述h型鋼31的腹板設(shè)有加勁肋312和鎖腳錨桿孔311；通過(guò)所述鎖腳錨桿孔311向圍巖內(nèi)鉆孔，將所述鎖腳錨桿32插入圍巖，以此將所述h型鋼31固定于圍巖之上；所述h 型鋼31兩端焊接端頭連接板313，所述端頭

連接板313設(shè)有螺栓孔三314；所述 h型鋼31的上、下翼緣部分設(shè)有螺栓孔四315；所述h型鋼31之間、所述h 型鋼31與所述波紋鋼板之間、所述h型鋼31與所述鋼管-混凝土組合梁2之間均采用高強(qiáng)度螺栓6進(jìn)行連接。

57.實(shí)施例1

58.上述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系的施工方法，包括如下步驟：

59.1)進(jìn)行超前支護(hù)作業(yè)：

60.在隧道洞口處先進(jìn)行所述鋼管構(gòu)件21的拼接工作，所述鋼管構(gòu)件21之間通過(guò)所述承插結(jié)構(gòu)213進(jìn)行連接，由一側(cè)向另一側(cè)依次進(jìn)行拼接施工；所述鋼管構(gòu)件21拼裝完成之后，通過(guò)所述預(yù)留孔211向圍巖內(nèi)進(jìn)行鉆孔，再向圍巖打入所述超前小導(dǎo)管22，隨后對(duì)所述超前小導(dǎo)管22進(jìn)行注漿，實(shí)現(xiàn)施工過(guò)程的超前支護(hù)作業(yè)；

61.2)進(jìn)行上臺(tái)階支護(hù)施工：

62.首先對(duì)隧道上臺(tái)階部分進(jìn)行開(kāi)挖，保留核心土部分；開(kāi)挖完成后安裝h型鋼 31，在拱腳處的標(biāo)高位置安裝h型鋼31，通過(guò)所述鎖腳錨桿孔311向圍巖內(nèi)進(jìn)行鉆孔，再向圍巖打入鎖腳錨桿32，以此對(duì)h型鋼31進(jìn)行固定，再將所述鋼管構(gòu)件 21與h型鋼通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接；

63.隨后進(jìn)行波紋鋼板的拼裝工作，先進(jìn)行第一波紋鋼板11的拼裝工作，第一波紋鋼板11的拼裝從兩側(cè)向拱頂進(jìn)行拼裝，第一波紋鋼板11在拱腳兩側(cè)與h型鋼31 連接，第一波紋鋼板11與所述鋼管構(gòu)件21通過(guò)高強(qiáng)螺栓6進(jìn)行連接；第一波紋鋼板11拼裝完成之后進(jìn)行第三波紋鋼板13的拼裝工作，第三波紋鋼板13拼裝完成之后拼裝第二波紋鋼板12，第二波紋鋼板12與下一環(huán)的鋼管構(gòu)件21通過(guò)高強(qiáng)螺栓6 進(jìn)行連接；第三波紋鋼板13、第二波紋鋼板12在拱腳兩側(cè)與h型鋼31連接；第一波紋鋼板11、第三波紋鋼板13、第二波紋鋼板12之間通過(guò)高強(qiáng)螺栓6連接；所述波紋鋼板的拼裝方式采用錯(cuò)縫拼裝；

64.3)進(jìn)行隧道下臺(tái)階施工：

65.對(duì)隧道上臺(tái)階核心土部分與下臺(tái)階部分進(jìn)行開(kāi)挖；開(kāi)挖完成之后進(jìn)行第四波紋鋼板14的拼裝，拼裝順序?yàn)閺膬蓚?cè)向底部對(duì)稱施工，下臺(tái)階兩側(cè)的第四波紋鋼板14與h型鋼31通過(guò)高強(qiáng)螺栓6進(jìn)行連接，使上、下臺(tái)階的波紋鋼板形成一個(gè)封閉的環(huán)狀整體，拼裝完一環(huán)之后，沿縱向施工進(jìn)行下一環(huán)的隧道支護(hù)施工；

66.4)進(jìn)行注漿施工：

67.所述波紋鋼板拼裝完成之后，通過(guò)注漿孔二212對(duì)所述鋼管構(gòu)件21內(nèi)部灌注混凝土漿液，形成管內(nèi)混凝土23；然后通過(guò)注漿孔一17對(duì)所述波紋鋼板背后灌注混凝土漿液，注漿順序?yàn)閺膬蓚?cè)向中間沿縱向施工方向注漿，形成混凝土充填層 15；所述波紋鋼板通過(guò)所述剪力釘5與所述混凝土充填層15形成組合結(jié)構(gòu)，待混凝土初凝后，即形成了完整的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系。

68.實(shí)施例2

69.與實(shí)施例1不同之處在于，所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系的施工方法，所述鋼管構(gòu)件21拼裝方式為整環(huán)結(jié)構(gòu)，第四波紋鋼板14與所述鋼管構(gòu)件21通過(guò)高強(qiáng)度螺栓6連接。技術(shù)特征：

1.一種裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其特征在于：包括波紋鋼-充填層組合板、鋼管-混凝土組合梁、超前小導(dǎo)管及h型鋼承托結(jié)構(gòu)；鋼管-混凝土組合梁是設(shè)置于上一榀波紋鋼-充填層組合板與下一榀波紋鋼-充填層組合板之間的連接構(gòu)件；波紋鋼-充填層組合板包括上臺(tái)階部分和下臺(tái)階部分，上臺(tái)階部分與下臺(tái)階部分通過(guò)h型鋼承托結(jié)構(gòu)組合在一起，h型鋼承托結(jié)構(gòu)的端頭與鋼管-混凝土組合梁通過(guò)高強(qiáng)螺栓固定連接；多根超前小導(dǎo)管貫穿鋼管-混凝土組合梁后插入隧道開(kāi)挖掌子面前方，超前小導(dǎo)管的尾端設(shè)置在鋼管-混凝土組合梁上，超前小導(dǎo)管與波紋鋼-充填層組合板之間的夾角為8～12

°

。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其特征在于：所述波紋鋼-充填層組合板包括波紋鋼板和混凝土充填層；所述波紋鋼板預(yù)留注漿孔一，通過(guò)注漿孔一對(duì)波紋鋼板背后進(jìn)行注漿，在波紋鋼板背后與圍巖界面之間形成混凝土充填層；所述波紋鋼板與混凝土充填層形成組合結(jié)構(gòu)共同受力以提高支撐能力。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其特征在于：所述波紋鋼板邊緣焊接法蘭；所述法蘭上預(yù)留螺栓孔一；所述多個(gè)波紋鋼板之間通過(guò)高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接與錯(cuò)縫拼裝。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其特征在于：所述波紋鋼板分別為第一波紋鋼板、第二波紋鋼板、第三波紋鋼板與第四波紋鋼板；波紋鋼-充填層組合板的上臺(tái)階部分由第一波紋鋼板、第二波紋鋼板及第三波紋鋼板組合連接而成，第三波紋鋼板的兩端分別與第一波紋鋼板及第二波紋鋼板連接在一起；波紋鋼-充填層組合板的下臺(tái)階部分由第四波紋鋼板構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其特征在于：所述第一波紋鋼板、第二波紋鋼板均連接于所述鋼管-混凝土組合梁與第三波紋鋼板之間，其二者的性質(zhì)為過(guò)渡波紋鋼板；第一波紋鋼板、第二波紋鋼板的波形為大波形與小波形的過(guò)渡波，大波形尺寸與第三波紋鋼板一致，小波形尺寸小于第三波紋鋼板的波形尺寸；第一波紋鋼板與第二波紋鋼板在鋼管-混凝土組合梁與第三波紋鋼板之間起到過(guò)渡作用，有效降低超前小導(dǎo)管角度，避免波紋鋼板與超前小導(dǎo)管施工過(guò)程中發(fā)生碰撞。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其特征在于：所述波紋鋼板構(gòu)件背面波谷處焊接剪力釘，以提高波紋鋼板與混凝土充填層之間的抗滑移性能。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其特征在于：所述鋼管-混凝土組合梁包括環(huán)狀的鋼管和管內(nèi)混凝土，所述管內(nèi)混凝土灌注在所述鋼管內(nèi)部；所述鋼管由鋼管構(gòu)件拼裝而成，所述鋼管構(gòu)件設(shè)有承插結(jié)構(gòu)、螺栓孔二、預(yù)留孔及注漿孔二，所述鋼管構(gòu)件之間通過(guò)承插結(jié)構(gòu)拼裝在一起；所述預(yù)留孔用于承托所述超前小導(dǎo)管，所述注漿孔二用于向所述鋼管內(nèi)部注漿；所述承插結(jié)構(gòu)之間、所述鋼管與所述波紋鋼板之間均采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其特征在于：所述h型鋼承托結(jié)構(gòu)包括h型鋼及鎖腳錨桿；所述h型鋼的腹板設(shè)有加勁肋和鎖腳錨桿孔；通過(guò)所述鎖腳錨桿孔向圍巖內(nèi)鉆孔，將所述鎖腳錨桿貫穿所述鎖腳錨桿孔后插入圍巖，以此將所述h型鋼固定于圍巖之上；所述h型鋼兩端焊接端頭連接板，所述端頭連接板設(shè)有螺栓孔三；所述h型鋼的上、下翼緣部分設(shè)有螺栓孔四；所述h型鋼之間、所述h型鋼與所述波紋鋼板之

間、所述h型鋼與所述鋼管-混凝土組合梁之間均采用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系，其特征在于：所述鋼管拼裝方式為半環(huán)或整環(huán)。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型屬于隧道施工領(lǐng)域，具體涉及一種裝配式波紋鋼-充填層復(fù)合隧道支護(hù)體系。技術(shù)方案如下：包括波紋鋼-充填層組合板、鋼管-混凝土組合梁、超前小導(dǎo)管及H型鋼承托結(jié)構(gòu)；鋼管-混凝土組合梁是設(shè)置于上一榀波紋鋼-充填層組合板與下一榀波紋鋼-充填層組合板之間的連接構(gòu)件；波紋鋼-充填層組合板包括上臺(tái)階部分和下臺(tái)階部分，上臺(tái)階部分與下臺(tái)階部分通過(guò)H型鋼承托結(jié)構(gòu)組合在一起，H型鋼承托結(jié)構(gòu)的端頭與鋼管-混凝土組合梁通過(guò)高強(qiáng)螺栓固定連接；多根超前小導(dǎo)管貫穿鋼管-混凝土組合梁后插入隧道開(kāi)挖掌子面前方，超前小導(dǎo)管的尾端設(shè)置在鋼管-混凝土組合梁上。本實(shí)用新型具有工程成本低、質(zhì)量輕、承載能力強(qiáng)、修復(fù)簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。勢(shì)。勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：趙國(guó)慶 劉金桐 趙志洋 郝永智 孟素云

受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)建筑大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.02

技術(shù)公布日：2022/7/14