[發明專利]一種高地應力軟弱圍巖隧道支護結構及其施工方法

有效

• 申請號: 202010632004.7
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111764931B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 申錦文;童建龍;姚斌江;王偉;鄭文輝
• 申請（專利權）人: 浙江省衢州市交通建設集團有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/38;E21D11/00;E21D20/00;E21D21/00;E21F17/18
• 代理公司: 浙江永航聯科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 李鈴

本發明公開了一種高地應力軟弱圍巖隧道支護結構及其施工方法，屬于交通工程設施技術領域，包括軟弱圍巖以及軟弱圍巖一側所設置的智慧控制電路，所述軟弱圍巖的內部嵌入式連接有螺紋錨桿，并且軟弱圍巖內側弧面對應螺紋錨桿的位置澆筑有圍巖密封層，并且螺紋錨桿位于圍巖密封層表面所開設的密封層緩沖口內。本發明中，通過設計的圍巖密封層、隔水層、緩沖墊板、內側支撐體、扭力彈簧、螺紋錨桿、第一螺母以及第二螺母之間的互相配合下，避免軟弱圍巖的異變快速擴張，且在圍巖密封層和隔水層的配合下，圍巖密封層對軟弱圍巖起到防風密封以及穩固的能力，隔水層可以防止軟弱圍巖中的水滲出并對隧道造成侵蝕。

技術領域

本發明屬于交通工程設施技術領域，尤其涉及一種高地應力軟弱圍巖隧道支護結構及其施工方法。

背景技術

高地應力是地質學的概念，指巖石抗壓強度與地應力的比值。高地應力不等于水平地應力大于垂直地應力。而實際中人們往往理解為水平地應力大于垂直地應力為高地應力。

軟弱圍巖一般是指巖質軟弱、承載力低、節理裂隙發育、結構破碎的圍巖，軟弱圍巖的特點有巖體破碎松散、粘結力差，圍巖強度低、遇水易軟化，巖體結構面軟弱、易滑塌；軟弱圍巖的特點決定了它在隧道過程中的變形特征，即開挖后自穩能力差，表現出“自穩時間短，易坍塌”的特征，由于隧道的開挖，使得先前支撐隧道洞身的圍巖被移走，洞壁臨空；造成圍巖應力進行重新調整，圍巖與洞壁均向隧道凈空方向變形。

在高地應力軟弱圍巖隧道施工工程中，需要使用支護結構對隧道面進行穩固支撐，現有的高地應力軟弱圍巖隧道用支護結構，仍存有一定的不足之處，當軟弱圍巖的內部發生異變時，錨桿的支撐效果便會大幅度降低，嚴重時還會喪失支撐效果，導致整個隧道支護結構的穩定性在很大程度上被削弱，且當部分軟弱圍巖發生異變時，無法及時給予反饋進行，容易發生軟弱圍巖大范圍異變，因此，現階段亟需一種高地應力軟弱圍巖隧道支護結構及其施工方法來解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于：為了解決現有的高地應力軟弱圍巖隧道用支護結構，仍存有一定的不足之處，當軟弱圍巖的內部發生異變時，錨桿的支撐效果便會大幅度降低，嚴重時還會喪失支撐效果，導致整個隧道支護結構的穩定性在很大程度上被削弱，且當部分軟弱圍巖發生異變時，無法及時給予反饋進行，容易發生軟弱圍巖大范圍異變的問題，而提出的一種高地應力軟弱圍巖隧道支護結構及其施工方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種高地應力軟弱圍巖隧道支護結構，包括軟弱圍巖以及軟弱圍巖一側所設置的智慧控制電路，所述軟弱圍巖的內部嵌入式連接有螺紋錨桿，并且軟弱圍巖內側弧面對應螺紋錨桿的位置澆筑有圍巖密封層，并且螺紋錨桿位于圍巖密封層表面所開設的密封層緩沖口內，所述圍巖密封層的內側弧面粘結有隔水層，并且螺紋錨桿位于隔水層表面所開設的插接孔內，所述隔水層的內側設置有內側支撐體，所述內側支撐體的表面卡接有連接套，并且螺紋錨桿位于連接套內，所述螺紋錨桿的表面套設有托盤，所述托盤的外側弧面與內側支撐體的內側弧面搭接，所述托盤的外側弧面與扭力彈簧的一端固定連接，所述扭力彈簧的另一端固定連接在錨桿盤的外側弧面上，所述錨桿盤以及扭力彈簧均套設在螺紋錨桿的表面，并且螺紋錨桿的表面螺紋連接有第一螺母，所述第一螺母的上端面與錨桿盤的內側弧面搭接，所述隔水層的內側弧面上貼附有緩沖墊板，所述緩沖墊板的內側弧面上固定連接有伸縮桿，所述伸縮桿的表面套接有伸縮筒，所述伸縮筒卡接在內側支撐體的表面，所述伸縮筒的內側壁上卡接有第二螺母，所述第二螺母內螺紋連接有螺紋桿，所述螺紋桿與伸縮桿之間設置有緩沖彈簧，所述緩沖彈簧的一端與伸縮桿的端部固定連接，所述緩沖彈簧的另一端與螺紋桿的端部搭接。

所述智慧控制電路包括距離感應器，所述距離感應器的輸出端與A\D轉換模塊的輸入端電連接，所述A\D轉換模塊的輸出端與微處理器的輸入端電連接，所述微處理器的輸出端與信號指示燈的輸入端電連接。

作為上述技術方案的進一步描述：