[發明專利]一種隧道支護結構

有效

• 申請號: 202010769581.0
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111828036B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 張剛
• 申請（專利權）人: 開平市中立德路橋設備有限公司
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D9/00;E21F16/02
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 劉艷玲

一種隧道支護結構，包括通過爆破隧道上方一定高度處的陷落柱周圍的完整巖體形成的環形人工爆破區域，爆破后的陷落柱形狀為釘子型；自施工硐室穿過陷落柱且進入前方穩定巖體一段距離的管棚管，管棚管包括注漿鋼管和普通鋼管；自管棚管之間環向空隙向上方陷落柱插入有豎向注漿鋼管，豎向注漿鋼管外端與管棚管焊接，同時，相鄰的多個豎向注漿鋼管的外漏端可交匯于一點，形成交匯點，每3個交匯點焊接在一起，形成三角形穩定結構；鋼拱架沿隧道軸向并列布置，此外，自施工硐室向陷落柱方向施工有排水孔，排水孔底端高度高于注漿加固區域高度。本發明隧道過陷落柱支護結構穩定性強于現有技術。

技術領域

本發明涉及隧道施工領域，具體涉及一種隧道過巖溶柱/陷落柱支護結構。

背景技術

山地隧道開挖于山體內，開挖過程中會遇到巖溶柱/陷落柱等不良地質地段，處治措施稍有不當就會引起巖溶柱/陷落柱內碎石突入隧道，不但會在隧道施工期間帶來各種威脅，還會對運營期的隧道安全帶來威脅。現有技術主要采用注漿加固巖溶區/陷落柱內碎石，增加隧道支護強度的方式治理，存在注漿體不牢固等問題，后期巖溶柱/陷落柱易再次塌落的技術問題。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明提供一種隧道支護結構，包括隧道、與隧道交匯且垂直于隧道的陷落柱、距離陷落柱一段距離且通過擴刷隧道頂板形成施工硐室、通過爆破隧道上方一定高度處的陷落柱周圍的完整巖體形成的環形人工爆破區域，爆破后的陷落柱形狀為釘子型；

還包括自施工硐室穿過陷落柱且進入前方穩定巖體一段距離的管棚管，管棚管包括注漿鋼管和普通鋼管，注漿鋼管對管棚管附近、陷落柱區域碎石注漿加固，普通鋼管可采用實心或者高強度空心鋼管，以此既提高整個管棚管的整體強度又能實現注漿充填，注漿鋼管和普通鋼管交錯布置，且外露于施工硐室的一端連接為一體；

自管棚管之間環向空隙向上方陷落柱插入有豎向注漿鋼管，通過豎向注漿鋼管進行注漿，使得陷落柱破碎巖體膠結為一體，豎向注漿鋼管注漿范圍的高度大于人工爆破區域高度；豎向注漿鋼管外端與管棚管焊接，同時，相鄰的多個豎向注漿鋼管的外漏端可交匯于一點，形成交匯點，交匯點位于管棚管下方，隧道頂板以上，每3個交匯點焊接在一起，形成三角形穩定結構；

鋼拱架沿隧道軸向并列布置，即沿隧道長度方向不留間隙，直至在陷落柱段全部采用鋼拱架支護；采用液壓支柱向上支撐交匯，液壓支柱底端支設于鋼拱架頂部；

鋼拱架與管棚管之間空隙內注有混凝土材料；

此外，自施工硐室向陷落柱方向施工有排水孔，排水孔底端高度高于注漿加固區域高度，使得排水孔可以將注漿加固區域上方的陷落柱水人工排出。

優選的，環形人工爆破區域可自施工硐室向陷落柱方向施工爆破孔進行爆破形成、或通過水力壓裂手段形成。

優選的，環形人工爆破區域石塊粒徑與陷落柱區域內原始碎石粒徑基本一致。

優選的，可以先施工水平鉆孔，在水平鉆孔內插入管棚管；可以使用鉆頭帶動管棚管直接鉆進，鉆進結束，將鉆頭和管棚管留在孔內即可。

優選的，施工豎向注漿鋼管之前，清理干凈管棚管下部陷落柱碎石。

優選的，采用液壓支柱向上支撐交匯時，可對豎向注漿鋼管進行補充注漿。

優選的，部分豎向注漿鋼管可穿過人工爆破區并進入穩定巖層，并對人工爆破區域、陷落柱區域進行注漿。

優選的，豎向注漿鋼管可以使用鉆頭帶動注漿鋼管直接鉆進，鉆進結束，將鉆頭和豎向注漿鋼管留在孔內即可；也可以先施工豎向鉆孔，之后向豎向鉆孔內插入豎向注漿鋼管。

優選的，陷落柱段外一定距離也支護鋼拱架，即鋼拱架支護范圍大于陷落柱段長度/直徑，鋼拱架長度方向進行焊接固定。

本發明的有益技術效果為：