[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?zhí)枺?/td>: 202010637396.6
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111764940B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 毛利炎;鄭子軍;劉春喬;謝曉強(qiáng);葉航中
• 申請（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: E21D11/15
• 分類號: 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

本發(fā)明公開了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，屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，包括單層鋼筋網(wǎng)片，所述單層鋼筋網(wǎng)片的外側(cè)弧面上開設(shè)有錨孔，所述錨孔內(nèi)穿插有錨桿。本發(fā)明中，通過設(shè)計的錨桿、連接孔、軸承、轉(zhuǎn)軸、螺紋桿、螺紋筒、翅片、銷軸、限位孔、外層間斷式拱形架、緩沖裝置、超前柔性網(wǎng)構(gòu)防護(hù)罩以及緩沖氣墊層等結(jié)構(gòu)的互相配合下，通過改變翅片與錨桿之間的位置關(guān)系，可有效增加錨桿的受力面積，因而便可有效提高錨桿對整體結(jié)構(gòu)的錨固效果，同時所采用的柔性連接關(guān)系，可有效削弱變形時間長，變形量大、變形速度快、持續(xù)時間很長，圍巖大面積擠出侵入限界，支護(hù)開裂或破損很嚴(yán)重等問題發(fā)生的程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及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。

背景技術(shù)

著我國大規(guī)模、現(xiàn)代化、高標(biāo)準(zhǔn)的城市道路與交通運(yùn)輸工程建設(shè)，隧道工程的數(shù)量和建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，不可避免地會遇到軟弱圍巖地層。軟弱圍巖對其描述性定義為結(jié)構(gòu)松散、膠結(jié)程度差、破碎、膨脹、風(fēng)化、強(qiáng)度低、孔隙大、受結(jié)構(gòu)面切割及風(fēng)化影響顯著或含有大量膨脹性粘土礦物的巖體；其指標(biāo)化定義為單軸抗壓強(qiáng)度在0.5～25MPa且σc/(γH)＜2的巖層，其中σc為單軸飽和抗壓強(qiáng)度，γ為巖石重度，H為巖體埋置深度。軟弱圍巖的特點(diǎn)是自穩(wěn)能力差，強(qiáng)度低。在這一類巖層中開挖的隧道，我們稱為軟弱圍巖隧道。

為此，隧道建設(shè)者們在長期的理論研究和工程實踐中總結(jié)出了一些預(yù)防和處治軟弱圍巖隧道過大變形的工程措施，取得了一些顯著的成績。如中國專利網(wǎng)公開的“一種軟弱巖質(zhì)區(qū)域隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)”(專利號：CN208966352U)，該專利解決的技術(shù)問題是傳統(tǒng)的軟弱圍巖隧道初期支護(hù)結(jié)構(gòu)一般采用單層格柵鋼架錨噴或工字鋼錨噴，但是，在高地應(yīng)力的作用下，軟巖變形具有前期變形大、變形速率快、變形持續(xù)時間長、變形量大等特點(diǎn)，現(xiàn)有通用的單層格柵鋼架錨噴或工字鋼錨噴支護(hù)結(jié)構(gòu)往往難以抵抗，隨著開挖斷面的增大，其施工風(fēng)險急劇增加，而且后期襯砌質(zhì)量難以保障，且該專利通過設(shè)計的鋼筋網(wǎng)片一、錨桿托板、初期噴射混凝土、管棚層以及鋼拱架等結(jié)構(gòu)已解決此技術(shù)問題，但是，該專利仍存有一些不足之處，由于軟弱圍巖的內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松軟，而使用的錨桿其結(jié)構(gòu)較為簡單，很難對鋼筋網(wǎng)片一起到較為穩(wěn)定的固定效果，鋼筋網(wǎng)片一的穩(wěn)定性較差，且由于軟弱圍巖的蠕變特性，極易出現(xiàn)初期支護(hù)變形時間長，變形量大、變形速度快、持續(xù)時間很長，圍巖大面積擠出侵入限界，支護(hù)開裂或破損很嚴(yán)重，在這一階段阻止圍巖進(jìn)一步變形收斂必然要求初期支護(hù)結(jié)構(gòu)具有大剛度和高強(qiáng)度，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)的造價太高，所以要有強(qiáng)柔性來適應(yīng)這種變形收斂，因此，現(xiàn)階段亟需一種軟弱圍巖隧道雙層初期支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法來解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：為了解決由于軟弱圍巖的內(nèi)部地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松軟，而使用的錨桿其結(jié)構(gòu)較為簡單，很難對鋼筋網(wǎng)片一起到較為穩(wěn)定的固定效果，鋼筋網(wǎng)片一的穩(wěn)定性較差，且由于軟弱圍巖的蠕變特性，極易出現(xiàn)初期支護(hù)變形時間長，變形量大、變形速度快、持續(xù)時間很長，圍巖大面積擠出侵入限界，支護(hù)開裂或破損很嚴(yán)重，在這一階段阻止圍巖進(jìn)一步變形收斂必然要求初期支護(hù)結(jié)構(gòu)具有大剛度和高強(qiáng)度，導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)的造價太高，所以要有強(qiáng)柔性來適應(yīng)這種變形收斂的問題，而提出的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。