[發明專利]一種雙翼挑梁初期支護結構及其隧道施工方法

有效

• 申請號: 201410320536.1
• 申請日: 2014-07-07
• 公開（公告）號: CN104100280A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 黃俊;肖劍
• 申請（專利權）人: 中冶交通工程技術有限公司;江蘇省交通科學研究院股份有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/10
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 陳英俊

技術領域

本發明涉及隧道施工領域，更加具體地，涉及一種雙翼挑梁初期支護結構及其隧道施工方法。

背景技術

在隧道施工時，往往采用上下臺階法開挖，如圖1所示，將隧道100開挖斷面分上下兩部分，上部為上臺階150，包括拱頂和拱腰部位，下部分為下臺階160，包括邊墻和仰拱部分。在上臺階150處要對隧道進行初期支護，例如在隧道內，沿隧道的內壁設置拱架，初期支護受隧道圍巖、洞口偏壓、地表水下滲的影響，經常產生變形扭曲的情況，從而出現初襯開裂滲水，在洞口段初期支護噴射混凝土時出現環向裂縫、套拱拱頂位置出現徑向裂縫、仰坡坡面出現裂縫，以及地表沉降等缺點，在富水、淺埋、軟弱圍巖的隧道中尤為明顯。

發明內容

本發明是為了解決現有技術中存在的上述技術問題而做出，其目的在于提供一種有效防止出現仰坡、套拱、洞內初襯開裂、圍巖變形、地表沉降等大變形的雙翼挑梁初期支護結構及其隧道施工方法。

根據本發明的一個方面，提供一種雙翼挑梁初期支護結構，所述支護結構包括沿著隧道內壁設置的拱架，其中，在所述拱架上沿隧道深度方向固定有以一定間距交錯設置的多個無縫鋼管和多個鋼花管，所述無縫鋼管或鋼花管設置在隧道拱腰處，一端固定在拱架上且留出注漿口，另一端插進圍巖內，所述無縫鋼管內插有鋼筋并在鋼管與鋼筋之間填充有水泥砂漿。

所述的支護結構，其中，所述無縫鋼管或鋼花管與水平方向的夾角在0°-30°范圍內。

所述的支護結構，其中，所述無縫鋼管和鋼花管的直徑和間距根據隧道洞口的圍巖情況確定，富水、淺埋或者軟弱的圍巖，采用較大直徑和較小的間距。

所述的支護結構，其中，所述間距在0.8m-1.5m范圍內。

所述的支護結構，其中，所述支護結構還包括設置在隧道底部的注漿花管或設置在隧道拱頂附近的局部注漿管。

所述的支護結構，其中，所述拱腰處的鋼花管的直徑大于隧道底部注漿花管或拱頂局部注漿管的直徑。

所述的支護結構，其中，所述無縫鋼管和鋼花管管焊接在所述拱架上。

根據本發明的另一個方面提供一種雙翼挑梁初期支護結構的隧道施工方法，所述施工方法包括：將無縫鋼管和鋼花管的一端橫向交錯插入隧道拱腰處的圍巖內；架設拱架，將無縫鋼管和鋼花管的另一端固定在拱架上；將所述無縫鋼管內插入鋼筋并用水泥砂漿填充密實，將所述鋼花管內注入水泥漿，對隧道圍巖進行注漿；沿隧道內壁噴射混凝土，形成隧道的初襯；澆筑二次初砌，隧道封閉成環。

所述的施工方法，其中，所述施工方法還包括在隧道底部設置注漿鋼花管，利用水泥漿對隧道底部注漿或者在隧道拱頂附近設置局部注漿管，利用水泥漿對對隧道拱頂的圍巖進行注漿。

所述的施工方法，其中，所述無縫鋼管和鋼花管插入圍巖的深度在8m-15m的范圍內，或者嵌入穩定圍巖段長度滿足錨固要求。

所述的施工方法，其中，所述無縫鋼管和鋼花管設置在隧道偏壓側的數目比其在非偏壓側的數目大，間距比其在非偏壓側的間距小。

本發明的雙翼挑梁初期支護結構在隧道的拱腰處交錯設置有嵌入圍巖的無縫鋼管和鋼花管，既可利用鋼花管注水泥漿封堵裂隙水，防止地下水的下滲造成的圍巖和初砌變形以及隧道整體下沉，又可利用無縫鋼管的釘卯作用增加巖層間的摩擦阻力，增強初砌支護強度。利用注漿花管在隧道底部注漿提高了地基承載力，防止了隧道整體下沉。利用局部注漿管在隧道頂部注漿，固結隧道頂部圍巖的不同巖層封堵巖層滲水。

附圖說明

通過參考以下結合附圖的說明及權利要求書的內容，本發明的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1示出了本發明雙翼挑梁初期支護結構沿隧道內壁設置的示意圖；

圖2是本發明雙翼挑梁初期支護結構的立體示意圖；

圖3是具有本發明雙翼挑梁初期支護結構的隧道的施工方法的流程圖。

在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。

具體實施方式

下面將參照附圖來對本發明的各個實施例進行詳細描述。