隧道支护结构的制作方法

1.本发明涉及隧道支护技术领域，具体而言，涉及一种隧道支护结构。


背景技术：

2.目前，软岩隧道在开挖过程中，容易发生大变形，从而导致失稳，开裂，甚至坍塌的情况，基于此，在隧道开挖过程中需要提高软岩地层中隧道施工的稳定性和安全性。


技术实现要素：

3.本发明的目的包括，例如，提供了一种隧道支护结构，其能够提高支撑的稳定性，进而提高隧道结构的整体稳定性，从而减小隧道的变形，由此，能够降低围岩的变形压力和支撑结构的内部结构力，确保了其稳定性，避免支撑结构损坏，从而确保了施工人员的安全。
4.本发明的实施例可以这样实现：
5.第一方面，本发明提供一种隧道支护结构，隧道支护结构包括隧道衬砌以及气囊组件；
6.隧道衬砌设置于隧道内，且隧道衬砌的外周面与隧道的内周面间隔，以形成气囊安装腔；
7.气囊组件设置于气囊安装腔内，且气囊组件与隧道衬砌的外周面及隧道的内周面抵接。
8.在可选的实施方式中，隧道衬砌为绕隧道的中心轴线设置的圆形衬砌。
9.在可选的实施方式中，气囊组件包括绕隧道衬砌的中心轴线设置的多个气囊阻力限制器；多个气囊阻力限制器绕隧道衬砌的中心轴线布置。
10.在可选的实施方式中，多个气囊阻力限制器的直径均小于隧道衬砌的直径。
11.在可选的实施方式中，绕隧道衬砌的中心轴线方向，相邻的两个气囊阻力限制器抵接。
12.在可选的实施方式中，多个气囊阻力限制器均沿隧道衬砌的中心轴线方向延伸。
13.在可选的实施方式中，每个气囊阻力限制器均包括多个子气囊，多个子气囊沿隧道衬砌的中心轴线方向依次设置。
14.在可选的实施方式中，隧道衬砌的外周面设置有多个定位部，每个定位部均用于对应安装一个或多个气囊阻力限制器。
15.在可选的实施方式中，每个定位部均为朝向隧道衬砌的中心轴线方向凹陷的凹陷部。
16.在可选的实施方式中，任意两个相邻的凹陷部之间均设置有弧形过渡部。
17.本发明实施例的有益效果包括：
18.该隧道支护结构包括隧道衬砌以及气囊组件；其中，隧道衬砌设置于隧道内，且隧道衬砌的外周面与隧道的内周面间隔，以形成气囊安装腔；气囊组件设置于气囊安装腔内，
且气囊组件与隧道衬砌的外周面及隧道的内周面抵接。
19.由此，该隧道支护结构通过隧道衬砌以及气囊组件的复合支撑结构，能够通过隧道衬砌形成主要支撑，而气囊组件提高额外支撑，并且结合气囊组件的吸收能量变形的能量，能够有助于减少隧道变形，由此，能够降低围岩的变形压力和支撑结构的内部结构力，确保了其稳定性，避免支撑结构损坏，从而确保了施工人员的安全。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
21.图1为本发明实施例中隧道支护结构第一视角的结构示意图；
22.图2为本发明实施例中隧道支护结构的安装示意图；
23.图3为本发明其他实施例中隧道支护结构第一视角的结构示意图；
24.图4为本发明其他实施例中隧道支护结构第二视角的结构示意图；
25.图5为本发明其他实施例中隧道衬砌的结构示意图。
26.图标：100-隧道支护结构；110-隧道衬砌；120-气囊组件；101-气囊安装腔；121-气囊阻力限制器；122-子气囊；111-定位部；112-弧形过渡部；201-围岩。
具体实施方式
27.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
28.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
33.请参考图1及图2，本实施例提供了一种隧道支护结构100，隧道支护结构100包括隧道衬砌110以及气囊组件120；
34.隧道衬砌110设置于隧道内，且隧道衬砌110的外周面与隧道的内周面间隔，以形成气囊安装腔101；
35.气囊组件120设置于气囊安装腔101内，且气囊组件120与隧道衬砌110的外周面及隧道的内周面抵接。
36.请参考图1及图2，该隧道支护结构100的工作原理是：
37.该隧道支护结构100包括隧道衬砌110以及气囊组件120；其中，隧道衬砌110设置于隧道内，其作为刚性支撑结构对隧道起到支护作用；而且隧道衬砌110的外周面与隧道的内周面间隔，以形成气囊安装腔101，气囊组件120设置于气囊安装腔101内，且气囊组件120与隧道衬砌110的外周面及隧道的内周面抵接，即，能够通过气囊组件120起到柔性支撑的作用；
38.由此，该隧道支护结构100通过隧道衬砌110以及气囊组件120的复合支撑结构，能够通过隧道衬砌110形成主要支撑，而气囊组件120提高额外支撑，并且结合气囊组件120的吸收能量变形的能量，能够有助于减少隧道变形，由此，能够降低围岩201的变形压力和支撑结构的内部结构力，确保了其稳定性，避免支撑结构损坏，从而确保了施工人员的安全。
39.进一步地，请参考图1及图2，在本实施例中，在设置隧道衬砌110时，其采用的是将隧道衬砌110设置为绕隧道的中心轴线设置的圆形衬砌的方式，这样的设置方式，其目的是使得隧道衬砌110与隧道的开挖轮廓适应，同时便于气囊组件120的安装，进而提高支护受力过程中各个位置的受力的均匀性，由此提高支护的稳定性。
40.需要说明的是，在本实施例中，是以隧道衬砌110为圆形为例进行说明，而在本发明的其他实施例中，隧道衬砌110可以根据开挖隧道的实际轮廓以及支护的需求，而设置为其他形状。
41.基于上述结构，请参考图1及图2，在设置气囊组件120时，气囊组件120包括绕隧道衬砌110的中心轴线设置的多个气囊阻力限制器121；多个气囊阻力限制器121绕隧道衬砌110的中心轴线布置。而且多个气囊阻力限制器121的直径均小于隧道衬砌110的直径。
42.通过这样的设置方式，使得隧道衬砌110的外周均布有多个气囊阻力限制器121，每个气囊阻力限制器121在支护的过程中，均能够起到柔性支撑的作用，即，能够在起到支护的同时，通过自身的变形而吸收围岩201的变形压力，从而能够提高支撑的稳定性，降低围岩201的变形压力，进而能够降低作为刚性支撑的隧道衬砌110的变形，从而能够提高该隧道支护结构100的支撑稳定性，并延长该隧道支护结构100的使用寿命。
43.在设置多个气囊阻力限制器121时，有上述内容可知，采用的是多个气囊阻力限制器121均布于隧道衬砌110的外周的方式，在此排布方式下，为提高多个气囊阻力限制器121支撑稳定性，故，绕隧道衬砌110的中心轴线方向，相邻的两个气囊阻力限制器121抵接。即，相邻的两个气囊阻力限制器121能够起到相互支撑的作用，由此提高该隧道支护结构100的支撑稳定性。
44.基于上述的结构设置，请参考图3，并结合图1及图2，在本发明的实施例中，在设置气囊阻力限制器121时，多个气囊阻力限制器121均采用的是沿隧道衬砌110的中心轴线方向延伸的设置方式，基于此，在本发明的其他实施例中，在设置气囊阻力限制器121时，每个气囊阻力限制器121均包括多个子气囊122，多个子气囊122沿隧道衬砌110的中心轴线方向依次设置；即，采用这样的设置方式，使得每个气囊阻力限制器121分体设置为多个子气囊
122，以通过这样的方式，使得每个子气囊122均具备独立支撑的性能，而且，这样的设置方式，即便是其中一个子气囊122出现失效的情况也不会影响整体的支撑，由此，能够提高该隧道支护结构100的支撑稳定性，并延长该隧道支护结构100的使用寿命。
45.为便于多个气囊阻力限制器121在隧道衬砌110外周的安装和固定，防止气囊阻力限制器121在安装前后的位置出现偏差，或是在支撑过程中出现位移，由此，请参考图4和图5，并结合图1及图2，隧道衬砌110的外周面设置有多个定位部111，每个定位部111均用于对应安装一个或多个气囊阻力限制器121，其作用是在安装以及支护的过程中对气囊阻力限制器121起到定位的作用，防止其出现偏移；而在设置定位部111时，每个定位部111均为朝向隧道衬砌110的中心轴线方向凹陷的凹陷部。其外，为避免凹陷部对气囊阻力限制器121的变形起到干涉的作用，而导致气囊阻力限制器121出现失效的情况，故，任意两个相邻的凹陷部之间均设置有弧形过渡部112。
46.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种隧道支护结构，其特征在于：所述隧道支护结构包括隧道衬砌以及气囊组件；所述隧道衬砌设置于隧道内，且所述隧道衬砌的外周面与所述隧道的内周面间隔，以形成气囊安装腔；所述气囊组件设置于所述气囊安装腔内，且所述气囊组件与所述隧道衬砌的外周面及所述隧道的内周面抵接。2.根据权利要求1所述的隧道支护结构，其特征在于：所述隧道衬砌为绕所述隧道的中心轴线设置的圆形衬砌。3.根据权利要求2所述的隧道支护结构，其特征在于：所述气囊组件包括绕所述隧道衬砌的中心轴线设置的多个气囊阻力限制器；多个所述气囊阻力限制器绕所述隧道衬砌的中心轴线布置。4.根据权利要求3所述的隧道支护结构，其特征在于：多个所述气囊阻力限制器的直径均小于所述隧道衬砌的直径。5.根据权利要求3所述的隧道支护结构，其特征在于：绕所述隧道衬砌的中心轴线方向，相邻的两个所述气囊阻力限制器抵接。6.根据权利要求3所述的隧道支护结构，其特征在于：多个所述气囊阻力限制器均沿所述隧道衬砌的中心轴线方向延伸。7.根据权利要求6所述的隧道支护结构，其特征在于：每个所述气囊阻力限制器均包括多个子气囊，多个所述子气囊沿所述隧道衬砌的中心轴线方向依次设置。8.根据权利要求3所述的隧道支护结构，其特征在于：所述隧道衬砌的外周面设置有多个定位部，每个所述定位部均用于对应安装一个或多个所述气囊阻力限制器。9.根据权利要求8所述的隧道支护结构，其特征在于：每个所述定位部均为朝向所述隧道衬砌的中心轴线方向凹陷的凹陷部。10.根据权利要求9所述的隧道支护结构，其特征在于：任意两个相邻的所述凹陷部之间均设置有弧形过渡部。

技术总结
本发明涉及隧道支护技术领域，具体而言，涉及一种隧道支护结构。隧道支护结构包括隧道衬砌以及气囊组件；隧道衬砌设置于隧道内，且隧道衬砌的外周面与隧道的内周面间隔，以形成气囊安装腔；气囊组件设置于气囊安装腔内，且气囊组件与隧道衬砌的外周面及隧道的内周面抵接。该隧道支护结构能够提高支撑的稳定性，进而提高隧道结构的整体稳定性，从而减小隧道的变形，由此，能够降低围岩的变形压力和支撑结构的内部结构力，确保了其稳定性，避免支撑结构损坏，从而确保了施工人员的安全。从而确保了施工人员的安全。从而确保了施工人员的安全。


技术研发人员：仇文革 刘洋 段东亚 瑞伊
受保护的技术使用者：成都天佑智隧科技有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/8/13