[發明專利]褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構及施工方法

在審

• 申請號: 202210548614.8
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114837701A
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 王添新;張亞平;吳銀寶;易帥;徐庭;陳為民;萬猛;薛克進;陳丹;孫小強;張曉光;李小童;劉東興;劉康;冉路堯;李鴻飛
• 申請（專利權）人: 中交第二航務工程局有限公司
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18;E21D11/15;E21D20/00;E21D11/10
• 代理公司: 武漢維盾知識產權代理事務所(普通合伙) 42244
• 代理人: 蔣悅

1.一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構，其特征是：多根鋼體組成環形結構的格柵拱架（1），格柵拱架（1）內側設有多根鋼體組成環形結構鋼拱架（5），鋼拱架（5）與格柵拱架（1）之間設置有外層鋼筋網（4），鋼拱架（5）內壁設置有內層鋼筋網（6），鋼拱架（5）底部開口位置設置有下臺階拱架（11），下臺階拱架（11）與鋼拱架（5）形成閉環。

2.根據權利要求1所述一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構，其特征是：格柵拱架（1）外壁還設有多根豎直設置的鋼花管（2）。

3.根據權利要求1所述一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構，其特征是：鋼拱架（5）和格柵拱架（1）外部還均設有多根朝下方向傾斜設置的鎖腳錨管。

4.根據權利要求1所述一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構，其特征是：格柵拱架（1）、下臺階拱架（11）和鋼拱架（5）均通過第一拱架連接頭（3）連接剛體組裝而成。

5.根據權利要求4所述一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構，其特征是：第一拱架連接頭（3）的結構為：第二鋼體（102）的第二固定板（104）兩側設置有定位卡爪（301），定位卡爪（301）穿過第二固定板（104）與轉動軸（302）連接，第一鋼體（101）的第一固定板（103）兩側卡在定位卡爪（301）上，第一固定板（103）和第二固定板（104）通過多個雙頭螺母連接。

6.根據權利要求5所述一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構，其特征是：第二鋼體（102）兩側還設有滑動槽（105），轉動軸（302）一端設有滑動頭（304），滑動頭（304）設置在滑動槽（105）內部，滑動頭（304）在滑動槽（105）內部軸向限位。

7.根據權利要求5所述一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構，其特征是：定位卡爪（301）的卡槽下表面與第二固定板（104）表面齊平；

第一固定板（103）上還設有多個第一角度固定螺絲（303），第一角度固定螺絲（303）穿過第一固定板（103）抵靠在第二固定板（104）表面；

第一固定板（103）一側呈楔形結構，楔形結構卡在定位卡爪（301）的卡槽內部，楔形結構一側設有限位的凸臺，凸臺抵靠在定位卡爪（301）一側限位；

第二固定板（104）上的螺栓孔均為腰型孔。

8.根據權利要求1所述一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構，其特征是：下臺階拱架（11）與鋼拱架（5）之間通過第二拱架連接頭（10）連接組成。

9.根據權利要求1所述一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構，其特征是：第二拱架連接頭（10）的結構為：鋼拱架（5）一側設置有第三固定板（501），第三固定板（501）兩側設置有限位卡爪（1001），限位卡爪（1001）穿過第三固定板（501），且限位卡爪（1001）尾端設置有限位板（1002），下臺階拱架（11）端部的第四固定板（1101）卡在限位卡爪（1001）上，第四固定板（1101）與第三固定板（501）通過多個雙頭螺栓連接；

第三固定板（501）上的螺栓孔均為腰型孔；

第四固定板（1101）上還設有多個第二角度固定螺絲（1102），第二角度固定螺絲（1102）穿過第四固定板（1101）抵靠在第三固定板（501）上。

10.根據權利要求1-9任一項所述一種褶皺區軟巖隧道大變形洞身支護結構的施工方法，其特征是：該方法包括：

S1、洞身上臺階開挖后，初噴2~5cm噴射混凝土（13），安裝格柵拱架（1）并在拱腳處設置兩根6m長φ108*6m第一鎖腳錨管（7），然后安裝外層鋼筋網（4），完成上臺階支護；

S2、洞身中臺階開挖后，初噴2~5cm噴射混凝土（13），安裝格柵拱架（1）并在拱腳處設置兩根6m長φ108*6mm第二鎖腳錨管（8），然后安裝外層鋼筋網（4），完成中臺階支護；

S3、根據監控量測數據判斷洞身變形是否達到預留變形量，當洞身變形至預留變形量時，按間距1.2*1.2 m梅花形布置徑向φ42*4 mm鋼花管（2），并采用水泥漿液，水灰比1:1進行注漿，注漿范圍應不小于松動圈尺寸；

S4、注漿后安裝內層鋼拱架（5）及內層鋼筋網（6），拱架拱腳處設置一根4.5m長φ42*4mm第三鎖腳錨管（9），并分層復噴噴射混凝土層（12）至設計厚度，厚度應包裹外層鋼筋網（4）形成中、上臺階支護體系；

S5、當洞身變形未達到預留變形量時，現場應調整工序安裝鋼拱架（5），并做好即時監測用于指導徑向注漿時機；

S6、下臺階及仰拱開挖后，初噴2~5cm噴射噴射混凝土（13），依次安裝格柵拱架（1）、外層鋼筋網（4）、鋼拱架（5）及內層鋼筋網（6），并在拱腳處再設置一根6m長φ108*6mm第三鎖腳錨管（9）；

S7、然后分層復噴噴射混凝土至設計厚度，厚度應包裹外層鋼筋網（4），下臺階拱架（11）；

S8、仰拱處同步安裝鋼拱架（5）閉合支護環向結構，并進行仰拱回填；

S9、拱架為分段加工后洞內連接，各段拱架之間采用連接頭連接，拱墻、拱頂處通過第一拱架連接頭（3）組裝，仰拱、拱腳處通過第二拱架連接頭（10）連接。