[發明專利]一種可適應高地應力和巖爆的隧道初期支護構造方法

有效

• 申請號: 202010775915.5
• 申請日: 2020-08-05
• 公開（公告）號: CN111878123B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 謝東武;丁文其;張清照;喬亞飛
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/20;E21D21/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種可適應高地應力和巖爆的隧道初期支護構造方法，用以充分適應深埋隧道的圍巖應力釋放和巖爆過程中產生的大變形，確保高地應力和巖爆情況下初期支護的安全，其特征在于，該方法包括：

（1）在型鋼拱架與圍巖間預留變形空間；

（2）為確保型鋼拱架的穩定性，以及釋放高地應力和巖爆引起的圍巖變形，在預留變形空間內設置薄鋼板層；

（3）采用全長粘結錨桿對隧道周邊圍巖松動圈進行加固；

（4）采用帶有錨固段和自由段的端錨型長錨桿/索對型鋼拱架進行懸吊，使端錨型長錨桿/索的錨固段充分錨入穩定圍巖區域，用以承受圍巖應力釋放、巖爆過程中的能量釋放以及充分吸收薄鋼板層的變形能；

預留在型鋼拱架與圍巖間的變形空間根據高地應力和巖爆可能引起的大變形進行設置；

所述的薄鋼板層的鋼板截面形狀包括歐米伽型、梯形和U型；

針對薄鋼板層的剛度要求如下：

既能夠在高地應力和巖爆作用下充分變形，又能與圍巖緊貼，承擔相應的圍巖荷載，確保圍巖在隧道運營過程中的穩定；

所述的全長粘結錨桿的長度小于端錨型長錨桿/索，并且沿隧道方向依次在周向錯位布置，所述的全長粘結錨桿與型鋼拱架不進行受力連接，所述的端錨型長錨桿/索的自由段與型鋼拱架進行受力連接；

當出現薄鋼板層的變形量不足以滿足圍巖應力釋放和巖爆引起的大變形，出現型鋼拱架侵限時，在采取臨時支撐措施后，拆除型鋼拱架和薄鋼板層，開挖鑿除侵限巖體，替換新的薄鋼板層和型鋼拱架；

針對型鋼拱架的剛度要求如下：

具有支撐薄鋼板層充分變形并確保自身不出現超過容許變形的能力；

所述的薄鋼板層的安裝方式具體為：

與鋼拱架一體成型并同時安裝；

或在先安裝鋼拱架后，再在預留變形空間內填充薄鋼板層。