[發(fā)明專利]一種用于隧道直接施加二次襯砌支護的裝置及方法

有效

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• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112177632B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發(fā)明（設計）人: 劉杰;謝曉康;馬伊丹;褚旭霏;匡彥曦;楊浩宇;杜卓興;石謙;李運舟;唐洪宇;李洪亞
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D11/08;E21D11/38;E21D20/02;E21F17/18;E21F17/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

本發(fā)明提供了一種用于隧道直接施加二次襯砌支護的裝置及方法，它包括預制的混凝土襯砌，所述混凝土襯砌上設置有多個密度不同的孔洞，所述混凝土襯砌和圍巖之間填充有碎屑物，所述孔洞的底端采用橡膠塞進行封堵；待圍巖發(fā)育到一定程度，通過孔洞附近安裝的泄壓閥來進行碎屑物的泄出；所述混凝土襯砌位于拱頂外部安裝的壓力傳感器用于實時監(jiān)測壓力，在壓力較大區(qū)域有針對性的錨固有錨桿；通過壓力傳感器的監(jiān)測壓力穩(wěn)定后用混凝土將孔洞固結。解決施工過程對圍巖擾動大、因圍巖發(fā)育時間長而造成的施工時間長、施工耗資大、針對性弱等問題，具有擾動小、施工成本低、可行性強等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種隧道開挖支護方法，主要運用于引水隧洞、巷道開挖、山嶺隧道等技術領域。

背景技術

為縮短距離、飲水需要和避免大坡道而橫穿山嶺設計山嶺隧道，目前隧道開挖支護的施工方法有多種，最常采用的方法有盾構法、新奧法和掘進機法。

盾構法斷面尺寸多變的區(qū)段適應能力差，新型盾構購置費昂貴；新奧法技術要求極高，要求施工技術人員按時及時進行對施工面和施工地段的勘察，施工繁雜；而掘進機法則由于運輸、組裝、解體等的費用高、初期投資高、不用于短隧道，地質(zhì)的適應性受到一定限制，綜上對于隧道開挖現(xiàn)存在開挖成本高、支護不及時、二襯屈服破壞等亟待解決的問題。針對于此本發(fā)明創(chuàng)新性得提出一種用于隧道的直接施加二次襯砌支護的方法，不施加初襯，隧道開挖后直接施加二襯的方法，并在后期有針對性的打錨支護和卸除圍巖壓力，大大縮短了圍巖開挖后施加襯砌是時間，減少對圍巖擾動，提高圍巖和襯砌的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于隧道直接施加二次襯砌支護的裝置及方法，不施加初襯，隧道開挖后直接施加二襯的方法，并在后期有針對性的打錨支護和卸除圍巖壓力，大大縮短了圍巖開挖后施加襯砌的時間，解決施工過程對圍巖擾動大、因圍巖發(fā)育時間長而造成的施工時間長、施工耗資大、針對性弱等問題，具有擾動小、施工成本低、可行性強等優(yōu)點。

為了實現(xiàn)上述的技術特征，本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種用于隧道直接施加二次襯砌支護的裝置，它包括預制的混凝土襯砌，所述混凝土襯砌上設置有多個密度不同的孔洞，所述混凝土襯砌和圍巖之間填充有碎屑物，所述孔洞的底端采用橡膠塞進行封堵；待圍巖發(fā)育到一定程度，通過孔洞附近安裝的泄壓閥來進行碎屑物的泄出；所述混凝土襯砌位于拱頂外部安裝的壓力傳感器用于實時監(jiān)測壓力，在壓力較大區(qū)域有針對性的錨固有錨桿；通過壓力傳感器的監(jiān)測壓力穩(wěn)定后用混凝土將孔洞固結。

所述混凝土襯砌上的孔洞的間距根據(jù)前期對圍巖的勘測監(jiān)測的實際情況確定，具體依據(jù)應力區(qū)域確定，每1Mpa應力區(qū)域，孔洞的間距采用5m~8m。

所述碎屑物是在混凝土襯砌和圍巖之間利用鉆頭將應力較大區(qū)域部分圍巖打成碎屑物而形成。

所述孔洞上安裝有單向?qū)б耗ぃ⑼ㄟ^孔洞將水注入碎屑物中，使用橡膠塞來封堵孔洞。

所述孔洞周圍布置壓力傳感器和泄壓閥，壓力傳感器布置于每個孔洞處，泄壓閥每隔10-20m安裝一個。

所述錨桿是通過預留的孔洞穿過碎屑物之后錨固在圍巖上。

所述混凝土實在圍巖穩(wěn)定之后澆筑在孔洞的內(nèi)部，并對其進行封堵。

所述用于隧道直接施加二次襯砌支護的裝置進行山嶺隧道施工的的方法，該方法包括以下步驟：

步驟1：隧道開挖：根據(jù)施工要求，初步開挖出符合工程要求的隧道；

步驟2：預制二襯：預制混凝土襯砌；根據(jù)前期對圍巖的地質(zhì)勘測，并在不同區(qū)域預留疏密不同的孔洞；

步驟3：安裝壓力傳感器：在預制的混凝土襯砌內(nèi)側(cè)預留的孔洞附近安裝泄壓閥和壓力傳感器；

步驟4：安裝二襯和打碎圍巖：將預制混凝土襯砌安裝完后，利用鉆頭將預制的混凝土襯砌周圍的圍巖打成流質(zhì)的碎屑物；