波纹钢地下硐室结构

技术领域

本发明属于地下硐室技术领域，具体涉及一种波纹钢地下硐室结构。

背景技术

硐室种类很多，大体上可分为机械硐室和生产服务性硐室两种。机械硐室主要有卸矿硐室、破碎机硐室、装载硐室等；生产服务硐室有等候室硐室、医疗室硐室、炸药库硐室等。各种地下硐室由于用途不同，其形状、规格和结构差别很大，所穿过的岩石性质也不相同，所以结构也较多。

现有技术中的硐室结构复杂，安装施工不便进度慢，受力性能不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一种波纹钢地下硐室结构，主要解决了现有技术中地下硐室结构复杂，施工进度慢、受力性能不佳的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

波纹钢地下硐室结构，包括钢波纹板穹顶结构和设置于钢波纹板穹顶结构外部的复合砼支护结构，所述钢波纹板穹顶结构包括罐体和设置在罐体上端的球冠，所述罐体通过多组环形钢波纹板依次叠置连接构成桶状，罐体的下端与承台内的预埋件固定连接，所述球冠为拱形盖体结构，球冠通过多组钢波纹板拼接构成；所述复合砼支护结构包括锚固体系和混凝土体系，钢波纹板穹顶结构与地下围岩通过锚固体系固定，在钢波纹板穹顶结构与地下围岩之间填充所述混凝土体系。

进一步的，所述球冠通过多片长短不一的弧形波纹钢带依次连接为拱形盖体，弧形波纹钢带由若干钢波纹板连接而成。

进一步的，所述球冠通过多片扇形波纹钢带依次横向连接为拱形盖体，扇形波纹钢带由若干钢波纹板连接而成。

进一步的，所述球冠包括外环冠、中心架和内顶冠，中心架为正多边形框架，中心架的每个边连接一片扇环波纹钢带，多片扇环波纹钢带依次横向连接构成所述外环冠，扇环波纹钢带由若干钢波纹板连接而成，所述内顶冠设置于中心架上，内顶冠由若干钢波纹板连接而成。

进一步的，所述中心架为空心架结构，空心架内填充自密实混凝土。

进一步的，所述中心架结构包括正八边形、正十二边形、正十六边形。

进一步的，所述球冠的下端面或上端面至少一面固定设置交叉梁结构，交叉梁结构由弧形波纹钢带交叉构成，交叉梁结构的两端与罐体上端固定连接，交叉梁结构与球冠的接触面多点固定连接。

进一步的，所述交叉梁结构为十字交叉梁结构，交叉梁结构与球冠的接触面、交叉梁结构的相交处均设置加强筋。

进一步的，所述混凝土体系由钢纤维、玄武岩纤维与混凝土混合构成自密实防水复合结构砼。

进一步的，各构件之间通过法兰栓接或焊接固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明的硐室的钢波纹板穹顶罐体为圆柱体，顶面为球冠，通过钢波纹板构成多点支撑的薄壳球冠受力体系，该体系的钢波纹板结构提供支撑的同时可作为二次衬砌的受力模板功能，极大的加快施工进度，有效的缩短工期，提高受力性能；

本发明的钢纤维、玄武岩纤维自密实防水复合结构砼，与钢波纹板穹顶一体构成抗爆力更好、质量更可靠和施工速度快的支护体系。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例2的结构示意图；

图3为本发明实施例3的结构示意图；

图4为本发明实施例4的结构示意图；

图5为本发明实施例的安装示意图；

图6为本发明钢波纹板的结构示意图；

图中，1-罐体，2-球冠，3-钢波纹板，4-锚固体系，5-混凝土体系，6-交叉梁结构，201-弧形波纹钢带，202-扇形波纹钢带，203-外环冠，204-中心架。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。详细步骤如下所述：

参见图6，本发明钢波纹板穹顶结构所使用的主体材料为钢波纹板3，钢波纹板是冷轧热卷板经波形成型后的板材，可再热浸锌防腐工艺处理。钢板表面美观，光滑，镀锌层牢固，有优良的耐大气腐蚀性能；同时，钢板还有良好的焊接性能。与电镀锌薄钢板相比，热镀锌薄钢板镀锌层较厚，表面形成了铁锌合金保护层，耐腐蚀性很强，本发明中主要采用5mm厚或3.5mm厚的钢波纹板。

实施例1：

参见图1，一种波纹钢地下硐室结构，包括钢波纹板穹顶结构和设置于钢波纹板穹顶结构外部的复合砼支护结构，钢波纹板穹顶结构包括罐体1和设置在罐体1上端的球冠2，罐体1通过多组环形钢波纹板依次叠置焊接或者栓接构成桶状结构，环形钢波纹板由多片钢波纹板3依次通过法兰焊接或者通过法兰栓接而成，罐体1的下端设置连接件，连接件与围岩内承台的预埋件栓接或者焊接(图中未体现)，球冠2为拱形的盖体结构，球冠2通过多组钢波纹板3拼接构成，球冠2的下端与罐体1上端栓接或者焊接；

参见图5，复合砼支护结构包括锚固体系4和混凝土体系5，锚固体系4包括围岩内锚索和钢波纹板穹顶结构所设锚板内的锚杆，锚索和锚杆连接，在钢波纹板穹顶结构与地下围岩之间、锚固体系中填充所述混凝土体系5；该混凝土体系5由钢纤维、玄武岩纤维与混凝土混合构成自密实防水复合结构砼，具有非常优异的力学性能和防水性能。

在本实施例中，球冠2通过多片矩形的长短不一的弧形波纹钢带201依次栓接或者焊接为无空隙的拱形盖体；优选的，多组矩形的弧形波纹带可先沿罐体的X方向搭盖一遍形成一层，然后多组矩形的弧形波纹带沿罐体的Y方向搭盖一遍形成正交的另一层。

实施例2：

参见图2，与实施例1不同的是，本实施例中，球冠2通过多片扇形波纹钢带202依次横向栓接或者焊接为拱形盖体，扇形波纹钢带202由若干长短不同的钢波纹板3依次横向或者纵向栓接或焊接而成。

实施例3：

参见图3，与实施例1不同的是，球冠2包括外环冠203、中心架204和内顶冠(图中未体现)，中心架204为正十六边形的空心架结构，空心架内填充自密实混凝土，中心架204的每个边栓接或者焊接一片扇环波纹钢带202，多片扇环波纹钢带202依次横向栓接或者焊接构成外环冠203，扇环波纹钢带202由若干长短不同的钢波纹板3依次横向或者纵向栓接或焊接而成，内顶冠焊接在中心架上部，内顶冠为由若干钢波纹板连接而成拱形小盖。

在本实施例中，中心架204为正十六边形的空心架结构，在其他实施例中，中心架结构也可以为正八边形或正十二边形等结构。

实施例4：

参见图4，在实施例1-3的球冠基础之上，在球冠2的下端面或上端面至少一面固定设置交叉梁6结构，交叉梁结构6由弧形波纹钢带201交叉构成，弧形波纹钢带201由多片钢波纹板3依次栓接或者焊接而成，交叉梁结构6的两端与罐体上端固定连接，交叉梁结构6与球冠2的接触面多点固定连接。

在本实施例中，交叉梁结构6为十字交叉梁结构，交叉梁结构6与球冠的接触面、交叉梁结构的相交处均设置加强筋。其他实施例中，交叉梁结构6也可设置为米字等更多的交叉梁，从而加强整个硐室结构的支撑力。

通过深埋地下300m和深埋48m的模拟计算，本发明硐室结构从应力及位移的检算结果表明，其整体结构位移较小，表明不管是5mm的还是3.5mm的钢波纹板，本发明硐室结构自身刚度足够，符合设计要求；同时，本发明硐室结构优势：(1)施工速度快；(2)造型美观；(3)造价低；(4)受力性能较好。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内的局部修改或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。