[發(fā)明專利]一種軟弱圍巖隧道雙層初期支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010637396.6
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN111764940B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛利炎;鄭子軍;劉春?jiǎn)?/a>;謝曉強(qiáng);葉航中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江省衢州市交通建設(shè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/15
• 分類號(hào): E21D11/15;E21D11/18;E21D11/14;E21D20/00;E21D21/00;E21D11/00
• 代理公司: 浙江永航聯(lián)科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 李鈴

1.一種軟弱圍巖隧道雙層初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括單層鋼筋網(wǎng)片(1)，所述單層鋼筋網(wǎng)片(1)的外側(cè)弧面上開設(shè)有錨孔(2)，所述錨孔(2)內(nèi)穿插有錨桿(3)，所述錨桿(3)遠(yuǎn)離單層鋼筋網(wǎng)片(1)的一端固定連接有尖錐體(4)，所述錨桿(3)的端部開設(shè)有連接孔(5)，并且尖錐體(4)端面對(duì)應(yīng)連接孔(5)的位置卡接有軸承(6)，所述軸承(6)內(nèi)套接有轉(zhuǎn)軸(7)，所述轉(zhuǎn)軸(7)的端部固定連接有螺紋桿(8)，所述螺紋桿(8)的表面螺紋連接有螺紋筒(9)，所述螺紋筒(9)的表面固定連接有固定座(10)，所述固定座(10)的表面通過銷軸(11)與翅片(12)的一端鉸接，所述翅片(12)的另一端穿過錨桿(3)表面所開設(shè)的限位孔(14)并延伸至錨桿(3)的外側(cè)，所述單層鋼筋網(wǎng)片(1)的內(nèi)側(cè)弧面上通過射釘固定連接有外層間斷式拱形架(17)，所述外層間斷式拱形架(17)的內(nèi)側(cè)弧面上固定連接有緩沖裝置(18)，所述緩沖裝置(18)遠(yuǎn)離外層間斷式拱形架(17)的一端與超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩(19)的外側(cè)弧面固定連接，所述超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩(19)的內(nèi)側(cè)設(shè)置有雙層鋼筋網(wǎng)片(21)，并且雙層鋼筋網(wǎng)片(21)與超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩(19)之間所圍成的夾層內(nèi)設(shè)置有緩沖氣墊層(20)，所述雙層鋼筋網(wǎng)片(21)的內(nèi)側(cè)弧面上通過射釘固定連接有鋼拱架(23)，所述鋼拱架(23)的內(nèi)側(cè)弧面上噴射有噴射混凝土層(24)；

所述外層間斷式拱形架(17)、超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩(19)以及緩沖裝置(18)之間圍成空腔式柔性材料層(22)，所述柔性材料層(22)內(nèi)填充有高分子彈性材料；

所述單層鋼筋網(wǎng)片(1)與柔弱圍巖之間設(shè)置有管棚層(16)；

所述緩沖裝置(18)包括伸縮筒(181)，所述伸縮筒(181)的一端固定連接在超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩(19)的外側(cè)弧面上，所述伸縮筒(181)內(nèi)套接有伸縮桿(182)，所述伸縮桿(182)的一端與外層間斷式拱形架(17)的內(nèi)側(cè)弧面固定連接，所述伸縮桿(182)的另一端固定連接有第一磁板(183)，并且伸縮筒(181)內(nèi)端面對(duì)應(yīng)第一磁板(183)的位置固定連接有第二磁板(184)，所述第一磁板(183)與第二磁板(184)相對(duì)面的磁極相反。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟弱圍巖隧道雙層初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺紋桿(8)遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸(7)的一端固定連接有插接柄(15)，所述插接柄(15)俯視的截面形狀為正多邊形結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟弱圍巖隧道雙層初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述螺紋筒(9)的表面與彈簧(13)的一端固定連接，所述彈簧(13)的另一端與翅片(12)相近的一面固定連接，所述彈簧(13)為高強(qiáng)彈簧(13)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟弱圍巖隧道雙層初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述單層鋼筋網(wǎng)片(1)與錨桿(3)之間為焊接關(guān)系，所述錨孔(2)的內(nèi)徑尺寸與錨桿(3)的外徑尺寸相適配。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟弱圍巖隧道雙層初期支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述緩沖氣墊層(20)內(nèi)部的氣壓為0.12-0.45MP，所述超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩(19)的厚度為38-45㎝。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟弱圍巖隧道雙層初期支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于，包括以下操作流程：

步驟S1：開挖圍巖，排除松動(dòng)巖塊后，進(jìn)行平滑處理，使隧道面的平整度需滿足要求，D/L≤1/20，D為相鄰兩凸面間凹進(jìn)去的深度，L為相鄰兩凸面間的最短距離，不滿足平整度要求的部位用1:2.5的水泥砂漿進(jìn)行找平；

步驟S2：完成對(duì)隧道面的維護(hù)后，先用錨桿(3)將單層鋼筋網(wǎng)片(1)沿圍巖表面固定，然后，使用與插接柄(15)相適配型號(hào)的套筒套接在插接柄(15)的表面，接著撥動(dòng)套筒上的扳手進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，便可帶動(dòng)螺紋桿(8)在螺紋筒(9)的內(nèi)表面進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，受螺紋筒(9)內(nèi)螺紋以及螺紋桿(8)外螺紋之間咬合力的作用下，螺紋筒(9)在螺紋桿(8)的表面下行，因而便可帶動(dòng)翅片(12)在限位孔(14)內(nèi)下行，由于翅片(12)的端面以及限位孔(14)內(nèi)側(cè)的端面均為弧形結(jié)構(gòu)，受向下作用力效果下翅片(12)由限位孔(14)內(nèi)移出，且受限位孔(14)內(nèi)側(cè)壁邊沿處的阻擋效果下張開，從而便可將增加錨桿(3)的受力面，更適用于軟弱圍巖這樣的地質(zhì)環(huán)境中進(jìn)行錨固；

步驟S3：完成錨固后，施工人員需適用射釘槍配合射釘將外層間斷式拱形架(17)以及外層間斷式拱形架(17)上通過緩沖裝置(18)連接為一體的超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩(19)固定連接在單層鋼筋網(wǎng)片(1)的內(nèi)側(cè)弧面上，并向外層間斷式拱形架(17)、超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩(19)以及緩沖裝置(18)之間圍成空腔式柔性材料層(22)內(nèi)填充高分子彈性材料；

步驟S4：在緩沖氣墊層(20)的邊緣處縫接若干邊緣帶，并使用螺絲螺將部分以及剩余部分邊緣帶固定安裝在超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩(19)以及雙層鋼筋網(wǎng)片(21)上，接著使用螺栓完成鋼拱架(23)的固定，最后進(jìn)行噴射噴射混凝土層(24)。