[發(fā)明專利]高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010317421.2
• 申請(qǐng)日: 2020-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN111577339B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 晁峰;郭小紅;油新華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國建筑股份有限公司;中建工程研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/15
• 分類號(hào): E21D11/15;E21D11/18;E21D20/02;E21D11/10
• 代理公司: 北京中建聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11004
• 代理人: 李丹

本發(fā)明涉及隧道支護(hù)施工技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系及其施工方法。本發(fā)明包括讓壓初期支護(hù)、讓壓儲(chǔ)能層和永久支護(hù)結(jié)構(gòu)，讓壓初期支護(hù)包括貼合隧道圍巖設(shè)置的格柵鋼架和噴射混凝土，格柵鋼架外側(cè)靠近隧道圍巖一側(cè)設(shè)置有讓壓錨桿；讓壓儲(chǔ)能層兩側(cè)分別緊貼讓壓初期支護(hù)內(nèi)側(cè)和永久支護(hù)結(jié)構(gòu)的外側(cè)設(shè)置；讓壓儲(chǔ)能層為可產(chǎn)生10?15cm讓壓變形的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，包括水泥、乳化瀝青、橡膠顆粒、陶粒和鋼纖維。本發(fā)明承載力好，可有效控制圍巖變形。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道支護(hù)施工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系及其施工方法。

背景技術(shù)

隨著我國交通行業(yè)的迅速發(fā)展，深埋隧道會(huì)越來越多。我國山區(qū)深埋隧道面臨的特殊地質(zhì)難題之一即是高地應(yīng)力問題。高地應(yīng)力軟巖地層隧道施工產(chǎn)生的大變形問題尚未得到有效解決，給高地應(yīng)力軟巖隧道的設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營帶來了很多問題，同時(shí)還帶來了一定的經(jīng)濟(jì)損失，其中一些還會(huì)威脅建設(shè)人員的生命安全，因此需要引起足夠重視。

高地應(yīng)力軟巖隧道尚存在以下問題：隧道周邊擾動(dòng)圍巖范圍超出預(yù)期，圍巖變形過大導(dǎo)致隧道初期支護(hù)破壞；圍巖變形過大導(dǎo)致初期支護(hù)出現(xiàn)過大變形而侵限；常規(guī)系統(tǒng)錨桿長度一般4-6m，面對(duì)高地應(yīng)力地層時(shí)失效；圍巖變形長時(shí)間未收斂，二襯施作后運(yùn)營期出現(xiàn)裂縫。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種承載力好，可有效控制圍巖變形的高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。

解決的技術(shù)問題是：常規(guī)隧道支護(hù)體系及現(xiàn)有讓壓結(jié)構(gòu)難以應(yīng)對(duì)圍巖持續(xù)變形過大的問題，初期支護(hù)結(jié)構(gòu)常發(fā)生破壞或變形侵限，錨桿失效，二襯結(jié)構(gòu)容易破壞。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，包括讓壓初期支護(hù)、讓壓儲(chǔ)能層和永久支護(hù)結(jié)構(gòu)，讓壓初期支護(hù)包括貼合隧道圍巖設(shè)置的格柵鋼架和噴射混凝土，格柵鋼架外側(cè)靠近隧道圍巖一側(cè)設(shè)置有讓壓錨桿；讓壓儲(chǔ)能層兩側(cè)分別緊貼讓壓初期支護(hù)內(nèi)側(cè)和永久支護(hù)結(jié)構(gòu)的外側(cè)設(shè)置；讓壓儲(chǔ)能層為可產(chǎn)生10-15cm讓壓變形的現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，包括水泥、乳化瀝青、橡膠顆粒、陶粒和鋼纖維。

本發(fā)明高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)一步的，所述讓壓儲(chǔ)能層包括以下重量份數(shù)的組分：水泥10份，乳化瀝青3-4份，橡膠顆粒6-8份，陶粒12-13份，鋼纖維1.5-2份和水4-5份。

本發(fā)明高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)一步的，所述讓壓初期支護(hù)的厚度為25-40cm，格柵鋼架由多個(gè)單榀鋼架貼合隧道圍巖、沿隧道周向并列排布而成，所述單榀鋼架為縱截面呈矩形的桁架結(jié)構(gòu)，沿隧道軸向通長設(shè)置。

本發(fā)明高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)一步的，所述單榀鋼架包括水平主筋、箍筋和腹筋，水平主筋沿隧道軸向設(shè)置，相鄰單榀鋼架之間通過連接鋼筋連接固定，沿隧道延伸方向的每環(huán)格柵鋼架之間焊接固定。

本發(fā)明高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)一步的，所述單榀鋼架內(nèi)設(shè)置有用于固定讓壓錨桿的連接組件，連接組件包括對(duì)稱設(shè)置在每榀鋼架相對(duì)兩側(cè)的抱箍件，夾設(shè)在抱箍件內(nèi)的連接套筒，以及位于連接套筒遠(yuǎn)離讓壓錨桿一端的限位環(huán)板，每個(gè)抱箍件包括兩個(gè)相對(duì)扣合設(shè)置的C形筋，形成封閉內(nèi)腔，連接套筒穿設(shè)在相對(duì)兩個(gè)抱箍件的封閉內(nèi)腔內(nèi)并焊接固定，C形筋兩個(gè)開口端與單榀鋼架固定，所述限位環(huán)板卡固在單榀鋼架上。

本發(fā)明高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)一步的，所述讓壓錨桿的尾端依次穿過限位環(huán)板和連接套筒，沿隧道徑向伸至隧道圍巖內(nèi)，在隧道縱截面內(nèi)，讓壓錨桿沿隧道周向分散間隔排布，相鄰讓壓錨桿頭部的間距為1-1.5m。

本發(fā)明高地應(yīng)力軟巖隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)一步的，所述讓壓錨桿包括頭尾順次連接固定的頭部螺栓、固結(jié)桿和伸縮段，伸縮段包括外側(cè)的保護(hù)套管和內(nèi)側(cè)的鋼絞線，固結(jié)桿兩端分別與頭部螺栓的尾端和鋼絞線一端固定連接，鋼絞線另一端固定連接有連接桿，保護(hù)套管兩端套設(shè)在兩側(cè)的固結(jié)桿和連接桿外側(cè)并固定連接。