[發(fā)明專(zhuān)利]硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910732124.1
• 申請(qǐng)日: 2019-08-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110424989A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賀維國(guó);范國(guó)剛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司;中鐵（天津）隧道工程勘察設(shè)計(jì)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21D13/00
• 分類(lèi)號(hào): E21D13/00;E21D13/02;E21D11/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括地下隧道、位于地下隧道內(nèi)壁上的巖石裂隙、破碎帶以及位于地下隧道內(nèi)的臨時(shí)橫通和坡道，所述地下隧道的內(nèi)壁上固定有巖體應(yīng)力圈，所述巖體應(yīng)力圈的內(nèi)壁上固定有多個(gè)傾斜設(shè)置的巖體應(yīng)力圈錨桿；硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，包括以下步驟：S1，將需開(kāi)挖的地下結(jié)構(gòu)分成中洞、上部邊洞、下部邊洞、巖柱、核心巖體、臨時(shí)橫通道六部分。優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明通過(guò)設(shè)置巖柱進(jìn)行臨時(shí)制成，避免大體積巖石緩傾，通過(guò)依次開(kāi)挖中洞、上部邊洞、下部邊洞、巖柱、核心巖體、臨時(shí)橫通道并設(shè)置巖體應(yīng)力圈錨桿、低預(yù)應(yīng)力錨桿和超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨索實(shí)現(xiàn)較大跨度的地下工程支護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下工程技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法。

背景技術(shù)

中國(guó)是多山之國(guó)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，山地、丘陵和高原的面積占全國(guó)土地總面積的69％，這些地區(qū)地層大都為巖石地層。全國(guó)平原地區(qū)巖石地層也廣泛分布，粉細(xì)砂巖層主要分布于長(zhǎng)江三角洲平原和蘇北地區(qū)；細(xì)砂巖層主要分布于里下河和太湖地區(qū)；亞砂巖層是砂巖和礫石巖層之間的一類(lèi)巖層，主要分布于長(zhǎng)江三角洲平原區(qū)、黃泛區(qū)及沿海一帶。

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地下空間開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越受到重視。地下空間開(kāi)發(fā)利用可以實(shí)現(xiàn)城市空間拓展，提高土地利用效率；可以拉動(dòng)建設(shè)的科技需求，推動(dòng)地下工程科技產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與技術(shù)進(jìn)步；可以建立完善的地下防災(zāi)空間體系，強(qiáng)化國(guó)家抵抗災(zāi)害和戰(zhàn)爭(zhēng)的能力。

巖石裂隙、破碎帶等結(jié)構(gòu)面對(duì)巖體切割成大體積的緩傾楔形體，這類(lèi)楔形體對(duì)小洞室開(kāi)挖影響較小，但對(duì)超大跨度地下結(jié)構(gòu)的開(kāi)挖會(huì)產(chǎn)生巨大安全隱患，若處理不當(dāng)，將會(huì)使得洞室坍塌風(fēng)險(xiǎn)。如何快速、安全地實(shí)現(xiàn)硬巖地層中超大跨度地下工程修建的研究很少。

為此，我們提出了硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法來(lái)解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決背景技術(shù)中的問(wèn)題，而提出的硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括地下隧道、位于地下隧道內(nèi)壁上的巖石裂隙、破碎帶以及位于地下隧道內(nèi)的臨時(shí)橫通和坡道，所述地下隧道的內(nèi)壁上固定有巖體應(yīng)力圈，所述巖體應(yīng)力圈的內(nèi)壁上固定有多個(gè)傾斜設(shè)置的巖體應(yīng)力圈錨桿，所述地下隧道的內(nèi)頂壁插設(shè)有平行設(shè)置的低預(yù)應(yīng)力錨桿，所述低預(yù)應(yīng)力錨桿的上端穿過(guò)巖體應(yīng)力圈，所述地下隧道的內(nèi)壁上貫穿設(shè)置超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨索。

在上述的硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)，所述地下隧道包括中洞、上部邊洞、下部邊洞、核心巖體以及與核心巖體上側(cè)壁一體成型的巖柱。

在上述的硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)，所述低預(yù)應(yīng)力錨桿之間固定有呈“X”型設(shè)置的支桿，所述支桿的兩端與低預(yù)應(yīng)力錨桿的外壁固定連接。

在上述的硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)中，每個(gè)所述超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨索的外壁上均滑動(dòng)有弧形板，所述弧形板的外壁上一體成型有與超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨索平行設(shè)置的延伸板，每個(gè)所述延伸板上均旋有緊固螺栓，所述超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨索的外壁上均勻分布有與緊固螺栓相匹配的螺紋口。

在上述的硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)中，所述超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨索由多股鋼束纏繞組成，所述超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨索的外壁上固定有承載板，所述螺紋口開(kāi)設(shè)在承載板上。

在上述的硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)中，所述超長(zhǎng)預(yù)應(yīng)力錨索與水平面之間的夾角為35°。

硬巖地區(qū)超大跨度地下工程初支支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，包括以下步驟：

S1，將需開(kāi)挖的地下結(jié)構(gòu)分成中洞、上部邊洞、下部邊洞、巖柱、核心巖體、臨時(shí)橫通道六部分；