[發(fā)明專利]一種含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011386762.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN112392513A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋超業(yè);賀維國(guó);程帥濤;王漢晨;張杉;費(fèi)曼利;張建國(guó);韓賀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵（天津）隧道工程勘察設(shè)計(jì)有限公司;中鐵第六勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D11/10
• 分類號(hào): E21D11/10;E21D11/38;E21D20/00
• 代理公司: 天津睿勤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 12225
• 代理人: 孟福成

1.一種含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：施工出斷面為橢圓形環(huán)狀的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括以下步驟：隧道圍巖深淺組合處理、初期支護(hù)施工、預(yù)留變形空間施工和二次襯砌施工。

2.如權(quán)利要求1所述的含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：所述隧道圍巖深淺組合處理包括隧道周邊圍巖加固和圍巖深部處理；隧道周邊圍巖加固為施工前采用超前導(dǎo)管注漿系統(tǒng)對(duì)隧道四周的圍巖進(jìn)行超前注漿加固，封閉地下水滲流通道；圍巖深部處理為隧道邊墻施作預(yù)應(yīng)力錨桿，約束圍巖變形。

3.如權(quán)利要求1所述的含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：初期支護(hù)施工：環(huán)向工字鋼通過縱向鋼筋連接構(gòu)成初支鋼架，初支鋼架為全環(huán)封閉，然后噴射混凝土；混凝土采用C40抗?jié)B混凝土，外加劑選用聚羧酸鹽系高效減水劑和無堿液體速凝劑；背后回填注漿采用抗硫酸鹽水泥基漿液。

4.如權(quán)利要求1所述的含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：預(yù)留變形空間施工：初期支護(hù)結(jié)構(gòu)與二次襯砌結(jié)構(gòu)之間為預(yù)留變形空間，具體為在初期支護(hù)結(jié)構(gòu)上掛土工布，施作聚乙烯緩沖層，掛自粘式防水板。

5.如權(quán)利要求1所述的含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：二次襯砌施工：施作二次襯砌，二次襯砌采用模筑全環(huán)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，斷面為橢圓形環(huán)狀，結(jié)構(gòu)短邊半徑與長(zhǎng)邊半徑之比在0.75-1之間；結(jié)構(gòu)厚度和配筋根據(jù)受力計(jì)算確定：襯砌承受荷載為常規(guī)水土荷載加上水平膨脹力荷載，水平膨脹力荷載根據(jù)巖樣膨脹力試驗(yàn)確定，不小于200KPa。

6.如權(quán)利要求5所述的含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)施工方法，其特征在于：結(jié)構(gòu)厚度和配筋的受力計(jì)算公式為：

式中：S(.)-與作用在結(jié)構(gòu)上的荷載相關(guān)的作用效應(yīng)函數(shù)；R(.)-與結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度相關(guān)的結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)；F_r-作用在結(jié)構(gòu)上的常規(guī)荷載代表值；F_r1-作用在結(jié)構(gòu)上的膨脹荷載代表值，方向水平，不小于200KPa；f_k-結(jié)構(gòu)材料的標(biāo)準(zhǔn)值；α_k-結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)代表值；C-結(jié)構(gòu)的極限約束值；γ₀-構(gòu)件工作條件系數(shù)，取1.1；γ₁-膨脹地層附件安全系數(shù)，取1.2；γ_f-作用在結(jié)構(gòu)上的荷載分項(xiàng)系數(shù)，按建筑荷載設(shè)計(jì)規(guī)范取值；γ_f1-膨脹荷載分項(xiàng)系數(shù)，取1.35；γ_m-結(jié)構(gòu)材料分項(xiàng)系數(shù)，按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范取值。

7.一種采用權(quán)利要求1-6中任一施工方法施工出的含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括由外到內(nèi)依次設(shè)置的周邊圍巖加固層、初期支護(hù)結(jié)構(gòu)和二襯結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力錨桿插入所述周邊圍巖加固層，所述初期支護(hù)結(jié)構(gòu)和二襯結(jié)構(gòu)之間設(shè)置有緩沖層和防水層，防水層位于所述緩沖層內(nèi)側(cè)，所述初期支護(hù)結(jié)構(gòu)和二襯結(jié)構(gòu)的截面為橢圓形環(huán)，橢圓形環(huán)的短邊半徑與長(zhǎng)邊半徑之比在0.75-1之間。

8.如權(quán)利要求7所述的含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述防水層采用自粘防水板，所述緩沖層為聚乙烯緩沖層。

9.如權(quán)利要求7所述的含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述二襯結(jié)構(gòu)采用模筑全環(huán)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，所述二襯結(jié)構(gòu)采用C40、P10鋼筋砼；所述初期支護(hù)結(jié)構(gòu)采用環(huán)向工字鋼通過縱向鋼筋連接后噴射混凝土形成。

10.如權(quán)利要求7所述的含膏地層鐵路隧道抗放組合支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述預(yù)應(yīng)力錨桿插入所述周邊圍巖加固層的兩側(cè)。