[發明專利]空間網殼式錨噴初期支護結構、隧道及隧道支護施工方法

有效

• 申請號: 201910369568.3
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110017150B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 申玉生;鄭清;高波;范凱祥;隋傳毅;周鵬發;黃海峰;趙建灃
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D11/38
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 周宇

本申請公開一種空間網殼式錨噴初期支護結構、隧道及隧道支護施工方法，涉及隧道施工技術領域。空間網殼式錨噴初期支護結構包括網殼構件、噴射混凝土和多個錨桿，網殼構件與圍巖可圍成殼層支護空間，網殼構件包括多個連接桿件和多個連接固件，相鄰兩個連接桿件之間通過連接固件連接，網殼構件可沿第一預設方向延伸設置，錨桿的一端連接于連接固件，錨桿的另一端沿遠離殼層支護空間的方向延伸至圍巖中；噴射混凝土設置在網殼構件與圍巖之間以及多個連接桿件圍成的中空部分。網殼構件可在預設隧道開挖空間面上形成支護面。空間網殼式錨噴初期支護結構能夠保證隧道初期支護施做及時、空間受力均勻合理、節約材料以及安全經濟。

技術領域

本申請涉及隧道施工技術領域，具體而言，涉及一種空間網殼式錨噴初期支護結構、隧道及隧道支護施工方法。

背景技術

隧道開挖后，為控制圍巖應力適量釋放和變形，增加結構安全度和方便施工，隧道開挖后立即施作剛度較小并作為永久承載結構一部分的結構層，稱為初期支護。隧道初期支護必須緊跟隧道開挖作業面及時施作，同時應按設計要求進行監控量測的相關作業，對位于不良地質地段的隧道，初期支護應及時封閉成環，保證施工安全。隧道工程目前普遍采用的是格柵或鋼拱架加鋼筋網的錨噴柔性初期支護結構。其目的在于容許圍巖發生有限變形充分發揮圍巖的自承能力。

現有的隧道初期支護措施主要是根據新奧法理念實施的。現有的支護措施包括：錨桿、噴射混凝土、鋼拱架(格柵拱架)、鋼筋網。現有的隧道初期支護措施由于施工工藝的原因不能保障初期支護及時地封閉成環，不能工廠化預制化操作，保證不了與圍巖的密貼性，更不能實現環與環之間的空間受力和力的合理分布。

發明內容

本申請提供了一種空間網殼式錨噴初期支護結構、隧道及隧道支護施工方法，空間網殼式錨噴初期支護結構能夠保證隧道支護施做及時、空間受力均勻合理、節約材料以及安全經濟。

第一方面，提供了一種空間網殼式錨噴初期支護結構，空間網殼式錨噴初期支護結構包括網殼構件和多個錨桿；網殼構件與圍巖可圍成殼層支護空間，網殼構件包括多個連接桿件和多個連接固件，多個連接桿件中的相鄰的兩個連接桿件之間通過多個連接固件中的其中一個連接固件連接，網殼構件可沿第一預設方向延伸設置，網殼構件可在預設隧道開挖空間面上形成支護面；多個錨桿中的其中一個錨桿的一端連接于多個連接固件中的其中一個連接固件，多個錨桿中的其中一個錨桿的另一端沿遠離殼層支護空間的方向延伸至圍巖中。

上述技術方案，通過連接桿件和連接固件的組裝連接能盡快地封閉成環承載，使得結構施工操作簡單快捷，其中空間網殼式錨噴初期支護結構的承載力的大小及剛度可根據設計的連接桿件進行調節；空間網殼式錨噴初期支護結構可以根據實際需要進行徑向和軸向(第一預設方向)方向的預張拉，從而形成不同長度級(隧道深度)的預應力空間網殼支護結構；由于采用連接桿件與連接固件的組裝連接，空間網殼式錨噴初期支護結構允許一定的變形和位移，充分釋放圍巖的自支撐能力，同時具備工廠預制化生產可快速安裝和可更換、快速修復的功能；空間網殼式錨噴初期支護結構充分考量了空間受力情況，節約了大量的材料，以網殼構件代替傳統的鋼筋網、格柵拱架及型鋼拱架，大大的節約了鋼材和工程成本；同時符合隧道初期支護的原則和要求，支護面可為各種不同形狀，能適應各種形狀(外形上可以形成多種曲面)和不同地質情況。

結合第一方面，在本申請的第一方面的第一種可能的實現方式中，空間網殼式錨噴初期支護結構包括多個網殼構件和多個連接件；多個網殼構件沿第二預設方向依次連續設置，多個網殼構件中的相鄰兩個網殼構件之間設置有多個連接件，多個連接件中的其中一個連接件的兩端分別連接于相鄰兩個網殼構件中的相對設置的兩個連接固件；多個錨桿中的其中一個錨桿的一端連接于沿第二預設方向上遠離殼層支護空間的一端的多個連接固件中的其中一個連接固件。

上述技術方案，使得空間網殼式錨噴初期支護結構可由多個網殼構件形成多層空間網殼結構，從而適用于不同地質條件下的隧道施工。