[發明專利]偏壓溶腔環境下的隧道支護結構及施工方法

在審

• 申請號: 201510538561.1
• 申請日: 2015-08-28
• 公開（公告）號: CN105178979A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 韋慶武;武睿;李勇良;譚志乾;劉曉煜;李先健;韋露明;蔡文勝;符望春
• 申請（專利權）人: 中鐵二十五局集團第四工程有限公司;中鐵二十五局集團有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/14;E21D21/00;E21D20/02
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識產權代理有限公司 44253
• 代理人: 李東來

1.一種偏壓溶腔環境下的隧道支護結構，其特征在于：包括：隧道內縱向布置的一列門型框架和隧道壁面設置的鋼絲網，門型框架通過支撐件與隧道壁面設置的鋼絲網連接，對鋼絲網進行支撐；在隧道的外圍設置徑向打入外圍土體內的錨桿，鋼絲網同樣與這些錨桿固連為一體；在隧道的兩側，相鄰門型框架之間位置，分別設置有多個由隧道壁面深入到穩定巖基內部的錨索，錨索水平或略微向上傾斜設置；錨索的兩端則被拉緊產生預應力，錨索的一端錨固于穩定巖基內部，另一端則錨固在隧道壁面的錨索入口處設置的錨具上，所述錨具則安裝在設置與錨索入口處的錨下承臺上，而錨下承臺則同時與前后兩側相鄰的門型鋼架相固連。

2.一種偏壓溶腔環境下隧道支護結構的施工方法，包括如下步驟：

采用三臺階預留核心土法開挖隧道，保留中心泥土暫時不挖去；

由隧道壁面向外圍打入多根徑向布置的錨桿，并通過錨桿上的注漿孔注漿；注漿終注壓力控制在0.2Mpa；錨桿呈梅花型布置，各注漿孔擴散半徑相鄰兩兩部分重疊，使相鄰錨桿在漿液凝固后可連成一體；

在隧道壁面內側安裝鋼絲網，鋼絲網與各錨桿均相固聯；

在隧道內縱向安裝門形鋼架，門形鋼架通過支撐件與壁面內側的鋼絲網連接，通過支撐件支撐鋼絲網；

鉆孔：在隧道兩側、縱向布置的各門型鋼架之間，采用鉆機由壁面向外側鉆孔直至鉆孔深度達到進入穩定巖體一定距離；鉆孔方向與水平面平行或略向上傾斜；鉆進達到要求深度之后，不立即停鉆，在停止進尺的情況下，穩鉆1-2分鐘，以防止孔底端部尖滅，達不到錨固直徑；

制作錨索：截取多根所需長度的鋼絞線并在編索平臺上拉直，使各鋼絞線呈圓周方向均勻布置，將注漿管設置在各鋼絞線的中部，牢靠捆扎在各鋼絞線的中間，注漿管的管端距離錨索末端不得超過20cm，管底出口處用膠布封住，以防止沉放時土或沉渣進入管口；在錨索與注漿管之間安裝多個隔離架，隔離架在與鋼絞線和注漿管對應的位置設置相應的通孔，可同時套在鋼絞線和注漿管外，將注漿管與鋼絞線相固定，相鄰隔離架間的間距控制在1.0～1.5m；在錨索末端牢固安裝導向帽；

清洗：對錨孔用風、水沖洗錨孔，并排盡殘渣和污水，使鉆孔孔壁無粘土或粉砂滯留；

下錨：將制作好的錨索，平順、緩緩推送至孔底；保證下錨深度誤差控制在±10cm；

錨索注漿：從注漿管注入拌合好和水泥漿，一次從孔底進行有壓注漿，注漿完后靜置待凝；水泥漿強度控制為M35，注漿壓力控制在0.8MPa；注漿管的插入深度控制在注漿管頭部距孔底50～100mm，注漿結束時，穩壓5～10分鐘，以使注漿充分；

在隧道壁面的摸索入口處安裝錨下承臺，將錨下承臺同時與兩側的門型鋼架固連；并在錨下承臺上安裝錨具，將錨索通過錨具固定在錨下承臺上；

對錨索進行預應力張拉，采用分級張拉的方式進行；張拉完成后再次將錨索緊固在錨具上；

而后挖除中心泥土；施工隧道仰拱；施工二次襯砌，從而完成偏壓溶腔環境下的隧道施工。

3.根據權利要求2所述的偏壓溶腔環境下隧道支護結構的施工方法，其特征在于：鉆孔步驟中采用如下方法鉆孔：首先將鉆機就位，安裝第一節鉆桿和第一節套管，并在第一節鉆桿和第一節套管的前端安裝偏心鉆頭，后端設置絲扣；將鉆桿插入套管中，置于鉆臂架上，前端對準坑壁；開動鉆機，動力頭正轉，當第一節鉆桿和套管鉆到位后，將鉆桿與動力頭旋松脫開，安裝第二節鉆桿和第二節套管，鉆進清碴；重復上述過程，直至穿過溶洞；穿過溶洞后，取出偏心鉆具，換裝直錘鉆具繼續鉆進，鉆至設計孔深后取出孔內鉆頭和全部鉆桿；將錨索體從套管中下入孔底；然后使用液壓拔管器進行拔管作業，拔出孔內全部套管。

4.根據權利要求2所述的偏壓溶腔環境下隧道支護結構的施工方法，其特征在于：錨孔注漿體的強度達到70%以上后，對錨索進行預應力張拉，單根錨索進行逐級多次張拉，各級張拉完成后的保持一定的穩壓時間，在后力沒有明顯衰減情況下，進行下一級張拉。

5.根據權利要求4所述的偏壓溶腔環境下隧道支護結構的施工方法，其特征在于：張拉時，加載速率要平緩，速率應控制在設計預應力值的0.1/分鐘，卸荷速率應控制在設計預應力值的0.2/分鐘。