[01785404]一种带涡旋配合结构的钢管钢板隧道支护体系

一、课题来源与背景 为了能有效的控制、阻止围岩的变形和坍塌,钢插板施工法是一种近年来较新颖的超前支护方法,作为支护结构的一种类型,它具有轻质、使用寿命长、对空间要求低、环保效果显著等优点,特别在砂岩和泥岩中可以达到理想的超前支护效果,确保了隧道施工安全。但目前的钢插板法多为分段间隔插入掌子面前方岩体中,没有形成一个连续的超前支护结构,整体性略差。 二、技术原理 带涡旋配合结构的钢管钢板隧道支护体系,包括多个顺次连接且沿隧道延伸方向插入隧道掌子面外侧围岩的隧道支护单元,隧道支护单元包括支护钢管本体和与支护钢管本体连接的两个第一梯形钢板本体;支护钢管本体通过涡旋状锁扣和锁扣配合部与第一梯形钢板本体咬合连接,第一梯形钢板本体通过涡旋状锁扣和锁扣配合部与第二梯形钢板本体咬合连接,相邻两个隧道支护单元通过涡旋状锁扣和锁扣配合部咬合连接。支护体系采用涡旋配合结构以及钢管的连接作用保证了整个隧道支护体系的整体性和稳定性,支护效果可靠,安全状态良好。 图1 隧道支护单元的结构示意图 图3 支护钢管本体的结构示意图 图2 使用状态示意图 图4 梯形钢板本体的结构示意图图中：1-隧道支护单元;2-围岩;3-隧道掌子面;11-支护钢管;12-第一涡旋状锁扣;13-第一锁扣配合部;21-第一梯形钢板本体;22-第二涡旋状锁扣;23-第二锁扣配合部;24-第一凸起结构;31-第二梯形钢板本体;32-第三涡旋状锁扣;33-第三锁扣配合部;34-第二凸起结构。 三、技术的创造性与先进性 （1）支护钢管本体与梯形钢板本体之间以及梯形钢板本体之间均采用涡旋状锁扣和锁扣配合部咬合连接,实现了对围岩连续的整体支护,提高了支护体系的整体性和稳定性;（2）梯形钢板本体的中部设有带减压孔的凸起结构,有效减弱梯形钢板本体的侧向冲击和横向拉伸,大大延长了梯形钢板本体的使用寿命。 四、技术的成熟程度、适用范围和安全性 该支护体系可以适用于砂岩和泥岩隧道超前支护中,并已成熟应用在南宁地铁2号线岩溶区段隧道支护工程,提高了隧道支护体系的整体性和稳定性,支护效果可靠,安全状态良好,确保了隧道施工安全,实践充分验证了该支护技术的成熟性和安全性。 五、应用情况 该支护体系在南宁地铁2号线岩溶区段隧道中得到应用,围岩稳定性较好,保证工程的顺利进行。