[發(fā)明專利]一種連續(xù)交替式隧道掌子面超前錨桿布設方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010881965.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN111894642B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 吳學震;鄭超;鄧濤;蔣宇靜;關振長
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學
• 主分類號: E21D20/00
• 分類號: E21D20/00
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

本發(fā)明涉及一種連續(xù)交替式隧道掌子面超前錨桿布設方法，包括：（1）確定掌子面超前錨桿的支護長度、支護密度以及平面布設點位；（2）將掌子面超前錨桿平面布設點位均等劃分成K個部分，得到每個部分的錨桿布設點位；（3）在K個部分的錨桿布設點位上分別施作以隧道單次開挖進尺為梯度，最長為支護長度的不等長錨桿，使掌子面在不等長錨桿的支護下趨于穩(wěn)定；（4）繼續(xù)開挖掌子面，其中一部分錨桿布設點位上的錨桿隨掌子面開挖被一同挖除，而后在該部分上重新施作長度為支護長度的錨桿；（5）重復步驟（4），使掌子面始終處于不等長錨桿的支護下，直至結(jié)束隧道掌子面超前錨桿支護。該方法有利于提高掌子面錨桿支護效果的穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明屬于隧道工程領域，具體涉及一種連續(xù)交替式隧道掌子面超前錨桿布設方法。

背景技術

掌子面穩(wěn)定是隧道安全施工的基本前提。然而在軟弱圍巖隧道中，掌子面不穩(wěn)定現(xiàn)象頻發(fā)，嚴重威脅著施工安全。掌子面超前錨桿是提升隧道掌子面穩(wěn)定性的重要支護手段，其常規(guī)布設方案的主要參數(shù)包括支護長度、支護密度以及搭接長度。

按照常規(guī)方案的布設方法，掌子面超前錨桿會隨著隧道開挖的進行而不斷被截斷，相應的對于掌子面的支護效果將逐漸減弱，直至錨桿的支護長度縮短至搭接長度才能進行新一輪的掌子面錨桿施工，重新補強掌子面。常規(guī)方案的布設方法屬于間斷式布設，其在應用過程中掌子面錨桿支護效果逐漸弱化的過程對于掌子面變形控制十分不利。

通常為避免該方案中掌子面錨桿支護效果過度弱化，需要保證錨桿具有一定的搭接長度。但搭接長度的增加將會導致支護成本的急劇增加，最終降低支護的經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種連續(xù)交替式隧道掌子面超前錨桿布設方法，該方法有利于提高掌子面錨桿支護效果的穩(wěn)定性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種連續(xù)交替式隧道掌子面超前錨桿布設方法，包括如下步驟：

（1）基于隧道單次開挖進尺，確定掌子面超前錨桿的支護長度以及支護密度，并進一步確定掌子面超前錨桿的平面布設點位；所述掌子面超前錨桿的支護長度為隧道單次開挖進尺的整數(shù)倍；

（2）將得到的掌子面超前錨桿平面布設點位均等劃分成K個部分，進一步得到每個部分的錨桿布設點位；所述K的計算公式為：

K = n/m

式中，n為掌子面超前錨桿的支護長度，m為隧道單次開挖進尺；

（3）隧道施工至擬采用掌子面超前錨桿支護的首個掌子面時，在K個部分的錨桿布設點位上分別施作以隧道單次開挖進尺為梯度，最長為支護長度的不等長錨桿，使掌子面在不等長錨桿的支護下趨于穩(wěn)定；

（4）繼續(xù)開挖掌子面，其中一部分錨桿布設點位上的錨桿隨掌子面開挖被一同挖除，而后在該部分上重新施作長度為支護長度的錨桿，掌子面繼續(xù)在不等長錨桿的支護下趨于穩(wěn)定；

（5）重復步驟（4），使掌子面始終處于不等長錨桿的支護下，直至結(jié)束隧道掌子面超前錨桿支護。

進一步地，所述步驟（2）中，掌子面超前錨桿平面布設點位的劃分采用數(shù)字編號劃分法，具體為：將掌子面上的所有錨桿布設點位，從左至右逐行依次進行編號，將編號為1、1+K、1+2K、……作為第1部分，將編號為2、2+K、2+2K、……作為第2部分，……，將編號為K、2K、3K、……作為第K部分，從而將所有錨桿布設點位均等劃分為K個部分。