本實用新型屬于隧道交通工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于大變形圍巖條件下隧道的消能支護(hù)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

我國有大量鐵路隧道建設(shè)項目，其中大變形圍巖條件下隧道的設(shè)計與施工問題困擾著廣大隧道建設(shè)者，這些隧道通常表現(xiàn)為圍巖變形量大，容易發(fā)生坍塌等安全事故；變更設(shè)計多，投資難以控制；施工進(jìn)度緩慢，嚴(yán)重制約工程的工期等。

選擇正確的支護(hù)理念，充分利用圍巖自身強度，可以達(dá)到安全、經(jīng)濟的支護(hù)效果。隧道支護(hù)方法大體可分為剛性支護(hù)、柔性支護(hù)、剛?cè)峤Y(jié)合支護(hù)等。對于大變形圍巖條件下的隧道支護(hù)，一味地追求加強剛度是難以奏效的，要先柔后剛，先讓后抗，柔讓適度，穩(wěn)定支護(hù)。對大變形圍巖條件下隧道支護(hù)宜采用剛?cè)峤Y(jié)合，前期放，釋放圍巖壓力，以減輕支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載；后期抗，在圍巖產(chǎn)生一定變形后，以大剛度的支護(hù)結(jié)構(gòu)抵抗圍巖的壓力，確保隧道安全，并滿足凈空要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種用于大變形圍巖條件下隧道的消能支護(hù)結(jié)構(gòu)，避免由于隧道變形量大導(dǎo)致初期支護(hù)（鋼拱架）變形、錯臺、扭曲，以至于發(fā)生坍塌事故等，提高隧道建設(shè)過程中的安全性。

本實用新型所采用的技術(shù)方案為：

一種用于大變形圍巖條件下隧道的消能支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括隧道開挖輪廓線內(nèi)的鋼拱架，其特征在于：

鋼拱架的節(jié)段之間設(shè)置有受壓阻尼器；

隧道圍巖內(nèi)環(huán)周設(shè)置有多個受拉錨桿，受拉錨桿端部通過受拉阻尼器固定于鋼拱架的翼緣。

受壓阻尼器兩端端部通過墊板和螺栓與相鄰鋼拱架節(jié)段相固定。

受拉錨桿端部通過墊板和螺栓與受拉阻尼器一端相固定，受拉阻尼器另一端通過墊板和螺栓與鋼拱架翼緣相固定。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

一、初期支護(hù)完成后的初期，通過錨桿和受拉阻尼器對鋼拱架的約束，使其在大變形條件下對圍巖變形達(dá)到邊扛邊放的效果。

二、圍巖變形的發(fā)展過程中，通過受壓阻尼器使鋼拱架能協(xié)調(diào)變形，確保鋼拱架自身不產(chǎn)生變形、錯臺、扭曲等，初期支護(hù)主體結(jié)構(gòu)不破壞，避免對初期支護(hù)的拆換。

三、圍巖變形達(dá)到設(shè)計值時，受拉阻尼器和受壓阻尼器將對鋼拱架提供約束，提高鋼拱架的整體剛度和初期支護(hù)的整體穩(wěn)定性，確保隧道安全,并滿足凈空要求。

附圖說明

圖1為初期支護(hù)的斷面圖。

圖2為圖1中的A部初始狀態(tài)大樣圖。

圖3為圖1中的A部穩(wěn)定狀態(tài)大樣圖。

圖4為圖1中的B部初始狀態(tài)大樣圖。

圖5為圖1中的B部穩(wěn)定狀態(tài)大樣圖。

圖中，1-隧道開挖輪廓線，2-鋼拱架初始狀態(tài)中心線，3-鋼拱架穩(wěn)定狀態(tài)中心線，4-隧道中心線，5-受拉錨桿，6-受壓阻尼器，7-受拉阻尼器，8-二次襯砌鋼筋混凝土，9-鋼拱架，10-螺栓，11-墊板。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明。

本實用新型涉及的一種用于大變形圍巖條件下隧道的消能支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括隧道開挖輪廓線內(nèi)的鋼拱架9，鋼拱架9內(nèi)側(cè)鋪涂二次襯砌鋼筋混凝土8。鋼拱架9的節(jié)段之間設(shè)置有受壓阻尼器6。隧道圍巖內(nèi)環(huán)周設(shè)置有多個受拉錨桿5，受拉錨桿5端部通過受拉阻尼器7固定于鋼拱架9的翼緣。各部件的數(shù)量由隧道開挖面積、開挖方式和受力情況綜合確定，鋼拱架9的長度由開挖線確定。

受壓阻尼器6兩端端部通過墊板11和螺栓10與相鄰鋼拱架9節(jié)段相固定，確保受壓阻尼器6與鋼拱架9共同受力。受拉錨桿5端部通過墊板11和螺栓10與受拉阻尼器7一端相固定，受拉阻尼器7另一端通過墊板11和螺栓10與鋼拱架9翼緣相固定，確保受拉錨桿5、受拉阻尼器7和鋼拱架9共同受力。

施工過程如下：

在隧道開挖輪廓線1內(nèi)側(cè)施工受拉錨桿5，長度3-10m，自由端深入隧道變形的塑性區(qū)，端頭與受拉阻尼器7通過墊板11和螺栓10連接，受拉阻尼器7的初始長度為L1。

受拉錨桿5和受拉阻尼器7施工完成后，沿鋼拱架初始狀態(tài)中心線2施工鋼拱架，受拉阻尼器7另一端與鋼拱架9翼緣通過墊板11和螺栓10連接，分段的鋼拱架9之間通過墊板11和螺栓10用受壓阻尼器6連接，受壓阻尼器6的初始長度為Y1。

在圍巖壓力的作用下，受拉阻尼器7初始長度為L1，逐漸被拉長，受壓阻尼器6初始長度為Y1，逐漸被壓短，一方面對圍巖提供抗力，進(jìn)一步發(fā)揮受拉錨桿5的錨固作用，另一方面保證鋼拱架9的協(xié)調(diào)性和完整性前提下，使鋼拱架9向隧道內(nèi)側(cè)收縮，以進(jìn)一步釋放圍巖壓力。

隨著圍巖壓力的逐漸釋放，受拉阻尼器7逐漸被拉長，與此同時，受壓阻尼器6逐漸被壓短。由于受拉阻尼器7逐漸拉長，進(jìn)一步發(fā)揮了受拉錨桿5的錨固力，達(dá)到了對圍巖壓力邊扛邊放的效果；受壓阻尼器6逐漸被壓短，確保了鋼拱架在圍巖壓力逐漸釋放的條件下，整體的剛度、協(xié)調(diào)性以及完整性，避免鋼拱架出現(xiàn)變形、錯臺、扭曲等，也達(dá)到了對圍巖壓力邊扛邊放的效果。

圍巖壓力繼續(xù)釋放，受拉阻尼器7繼續(xù)被拉長，由初始長度L1變?yōu)長2，受壓阻尼器6繼續(xù)被壓短，由初始長度Y1變?yōu)閅2，此時，鋼拱架9的中心線由鋼拱架初始狀態(tài)中心線2變?yōu)殇摴凹?穩(wěn)定狀態(tài)中心線3，受拉阻尼器7不能再被拉長，受壓阻尼器6不能再被壓短，兩者均變?yōu)閯傂赃B接，與受拉錨桿5和鋼拱架9一起共同抵抗圍巖壓力。在防排水措施施工完成后，最后施工二次襯砌鋼筋混凝土確保隧道安全,并滿足凈空要求。

本實用新型的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本實用新型說明書而對本實用新型技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本實用新型的權(quán)利要求所涵蓋。