[實用新型]隧洞Ⅳ類、Ⅴ類圍巖超前桿系拱減震加固結構

有效

• 申請號: 201821631228.0
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN209083288U
• 公開（公告）日: 2019-07-09
• 發明（設計）人: 蘇東喜;劉慶亮;張鵬利;鄭微微;劉凱;胡中良
• 申請（專利權）人: 黃河勘測規劃設計研究院有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 劉一曉;韓華

本實用新型公開了一種隧洞Ⅳ類、Ⅴ類圍巖超前桿系拱減震加固結構，包括開設在隧道掌子面頂部的拱形超前薄壁槽洞，所述拱形超前薄壁槽洞的圓心角為90?180°、槽高為200?260mm、掘進深度為2000?3500mm，且拱形超前薄壁槽洞沿掘進方向以2°?5°角向外擴張；拱形超前薄壁槽洞的底壁上鋪設有減震墊片層，所述減震墊片層上設置有多個以單層排列的桿系梁，且每隔3?4根所述桿系梁之間放置一根注漿鋼管；由所述注漿鋼管注入拱形超前薄壁槽洞內的水泥漿液將桿系梁和注漿鋼管固結在一起形成桿系拱體結構，所述桿系拱體結構與架設在隧洞掌子面處的用于支撐出露圍巖體的鋼拱架端部相連。本實用新型能夠充分保證隧洞大斷面開挖施工期和鉆爆施工期的安全。

技術領域

本實用新型涉及隧洞開挖支護技術領域，尤其是涉及一種隧洞Ⅳ類、Ⅴ類圍巖超前桿系拱減震加固結構。

背景技術

隧洞工程技術發展歷史悠久，目前以鉆爆法、TBM機械掘進等施工方法為主，未來還會發展水力切割法、激光切割法等。上述鉆爆法主要是利用挖掘機械和炸藥，完成對隧洞的開挖，其應用范圍廣，但對巖體擾動較大；TBM（應用隧洞掘進機）則是一種對巖體擾動較小的機械化挖掘技術，其效率高、安全、工程質量保證程度高，但造價高，且對較高硬度的硬巖及松散體無法實施。無論采用哪種施工方法，均需對巖體施做早期支護，防止巖體坍塌，保證隧洞成洞安全。但是目前的早期支護都是在大開挖斷面后進行的，圍巖的卸荷影響范圍較大，尤其當隧洞穿越Ⅳ類、Ⅴ類開挖易坍塌軟巖體時，反復爆破對巖體震動擾動很大，極易造成初支后的蠕變破壞，引起塌方，影響施工，甚至危及現場人員生命安全。為了減小震動引起的軟巖緩慢變形破壞，目前常采用超前小導管注漿加固法、管棚法和預切割法等。傳統的超前小導管注漿加固法不能對圍巖全斷面加固，作用有限；管棚法雖采用全斷面加固，但偏重前后梁式支撐，且限制了通過打豎向錨桿進行圍巖內部再加固的方式；同時，這兩種方法均不能減弱爆破擾動。此外，預切割法成孔機械成本高，無圍巖內部加固和減震措施。

實用新型內容

本實用新型提供一種能夠實現對圍巖全斷面裂隙灌漿加固、對圍巖外部整體雙向支撐加固、對鉆爆引起的圍巖震動減小擾動的隧洞Ⅳ類、Ⅴ類圍巖超前桿系拱減震加固結構。

為實現上述目的，本實用新型可采取下述技術方案：

本實用新型所述的隧洞Ⅳ類、Ⅴ類圍巖超前桿系拱減震加固結構，包括開設在隧道掌子面頂部的拱形超前薄壁槽洞，所述拱形超前薄壁槽洞的圓心角為90-180°、槽高為200-260mm、掘進深度為2000-3500mm，且拱形超前薄壁槽洞沿掘進方向以2°-5°角向外擴張；拱形超前薄壁槽洞的底壁上鋪設有減震墊片層，所述減震墊片層上設置有多個以單層排列的桿系梁，且每隔3-4根所述桿系梁之間放置一根注漿鋼管；由所述注漿鋼管注入拱形超前薄壁槽洞內的水泥漿液將桿系梁和注漿鋼管固結在一起形成桿系拱體結構，所述桿系拱體結構與架設在隧洞掌子面處的用于支撐出露圍巖體的鋼拱架端部相連。

當隧洞穿越Ⅳ類巖體時，拱形超前薄壁槽洞的槽高為200-230mm，掘進深度3500mm；當隧洞穿越Ⅴ類巖體時，拱形超前薄壁槽洞的槽高為230-260mm，掘進深度2000mm。

所述桿系梁由中心支撐鋼筋和澆注在中心支撐鋼筋外部的鋼纖維混凝土組成。

所述桿系梁與拱形超前薄壁槽洞等長，桿系梁的橫截面為蘋果形結構，且高度比拱形超前薄壁槽洞的槽高小60mm，寬度為100-200mm。

所述減震墊片層由多個20mm厚的塑膠硬泡沫板構成。

所述注漿鋼管的注漿孔均勻間隔開設在靠近所述拱形超前薄壁槽洞頂壁一側的管壁上。