[發明專利]控制隧道拱腳收斂的雙層波紋板支護結構及其施工方法

在審

• 申請號: 202310400629.4
• 申請日: 2023-04-14
• 公開（公告）號: CN116624189A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 周雄;楊宇友;杜陽;郝孟杰;徐鵬飛;董振升;何春澤;李修鵬
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: E21D11/20
• 分類號: E21D11/20;E21D11/26;E21D11/18;E21F17/00
• 代理公司: 北京華清迪源知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 李楠楠

本發明公開了一種控制隧道拱腳收斂的雙層波紋板支護結構及其施工方法，支護結構包括第一層波紋板、第二層波紋板、支撐桿、圍擋、錨桿、支擋桿和水泥墩；第二層波紋板設置在第一層波紋板的正面的一側，兩者之間形成有槽型空間，兩者通過支撐桿連接固定，槽型空間內注滿高分子聚合物；第一波紋板上設有一列注漿孔和位于注漿孔兩側的兩列錨桿孔；錨桿通過錨桿孔打入到第一層波紋板背面的巖層中；支擋桿的上端與第二波紋板的正面連接，下端設有澆筑成型的水泥墩。在高地應力隧道的支護中可以吸收圍巖的形變能，釋放圍巖應力，發揮圍巖的自承載作用，同時也可以很好的控制拱腳的收斂變形，避免大變形的產生，使的上臺階和中臺階在開挖過程中更穩定。

技術領域

本發明涉及隧道施工技術領域，具體涉及一種控制隧道拱腳收斂的雙層波紋板支護結構及其施工方法。

背景技術

在高地應力軟弱圍巖中修建隧道時，由于高地應力等問題，隧道施工過程中大變形問題頻發，特別是拱腳的收斂變形很難控制，這會威脅施工安全，并且影響施工進度及效益。如何允許釋放高地應力，發揮圍巖的自承載作用，同時還能控制住拱腳的收斂，成為需要解決的問題。

發明內容

為此，本發明提供一種控制隧道拱腳收斂的雙層波紋板支護結構及其施工方法，以解決上述的技術問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

本發明的第一方面提供了一種控制隧道拱腳收斂的雙層波紋板支護結構，包括第一層波紋板、第二層波紋板、支撐桿、圍擋、錨桿、支擋桿和水泥墩；所述第二層波紋板設置在所述第一層波紋板的正面的一側，兩者通過所述支撐桿連接固定，底部封閉，橫向的端部通過所述圍擋封閉，頂部間隔開形成澆注口，兩波紋板之間的槽型空間，所述槽型空間內注滿高分子聚合物；所述第一波紋板上設有三列通孔，中間一列通孔為注漿孔，兩邊的兩列通孔為錨桿孔；所述錨桿通過所述錨桿孔打入到所述第一層波紋板背面的巖層中；所述支擋桿的上端與所述第二波紋板的正面連接，下端設有澆筑成型的所述水泥墩。

進一步地，所述支護結構還包括設置在所述第一層波紋板的正面和所述第二層波紋板背面的連接座，所述連接座包括座體和兩個耳板，所述座體與波紋板一體固定，所述耳板一體固定在所述座體的遠離波紋板的一側，兩個所述耳板平行且間隔設置，所述耳板的相同的位置設有穿孔，所述支撐桿的桿端也設有穿孔，所述支撐桿與所述連接座通過螺栓可拆卸地連接。

進一步地，所述支護結構還包括扣件，所述扣件一體固定在所述第二層波紋板的正面，所述支擋桿的上端與所述扣件連接。

進一步地，每列所述注漿孔均設有多個，多個所述注漿孔沿著拱的弧形方向間隔分布；每列所述錨桿孔均設有多個，多個所述錨桿孔沿著拱的弧形方向間隔分布；其中，所述注漿孔和所述錨桿孔在高度上均對應于所述第二層波紋板的高度。

進一步地，所述支撐桿設有多組，每組設有多個，同組中的多個所述支撐桿在高度上呈異面交叉狀分布，不同組的所述支撐桿在所述槽型空間的長度方向上等間隔分布。

進一步地，所述支擋桿設有多組，每組設有兩個，各所述支擋桿均傾斜設置且下端遠離所述第二層波紋板，同組所述支擋桿的下端與同一所述水泥墩相連，不同組所述支擋桿在所述第二層波紋板的長度方向等間隔分布。

進一步地，一列所述注漿孔及其兩側的兩列所述錨桿孔為一組功能孔，在所述第一層波紋板上設有多組所述功能孔，多組所述功能孔在所述第一層波紋板的長度方向上等間隔分布。

本發明的第二方面提供了一種控制隧道拱腳收斂的雙層波紋板支護結構的施工方法，其用于實施如本發明第一方面所述的支護結構，采用分段、分層或分段分層的施工方式，每段或每層施工均包括如下步驟：

步驟S1，隧道臺階開挖完成后，在臺階兩側拱腳處安裝第一層波紋板；

步驟S2，將錨桿通過第一層波紋板上的錨桿孔打入到巖層中；