[发明专利]隧道水平薄层状围岩多向倾斜组合式锚固体系及其安设方法

说明书

技术领域

本发明涉及地隧道工程施工围岩处治领域，主要是涉及通过多向倾斜组合式锚固体系对水平薄层状围岩进行锚固及体系的安设方法。

背景技术

近年来我国公路建设的快速发展，而我国人口较多，有关部门正在规划和完善国家高速公路网络，以满足人们出行和经济发展的需求。由于高速公路线形的技术指标高，当其进入山区或重丘区时，就不可避免的采用隧道来穿越山岭。因此在我国中西部山区修建高速公路，通常隧道所占的比例较高，而且建设难度较大。随着我国公路交通建设的不断发展和西部大开发基础建设的实施，穿越层状结构的岩区的长大隧道工程将不断涌现。水平薄层状结构的岩层大多为构造较为简单的正常沉积岩，多为倾斜的，岩性有的单一，有的是互层状或夹层状变化的。在这类岩体中，主要结构面是层面，构造结构面相对不太发育，但沿层面常有层间错动带，单层较为完整，层间连接力较弱，具有明显的层状组合特征。由于水平薄层状围岩的这些特征，使得隧道在遇到水平薄层状围岩时的施工时发生塌方的概率大大增加，施工队伍的生命和财产安全将受到威胁。所以，本着“合理施工，安全第一”的原则，选择更加安全可靠的施工方法，尽最大的努力为施工队伍提供安全保障。

水平薄层状围岩中层面的存在不仅使围岩的各向异性十分显著，同时造成了围岩的不连续性，使围岩的变形破坏和坍塌有特殊的形态。水平薄层状围岩的变形、破坏很大程度上受层面控制，易于发生沿层面的坍塌。塌方常常都会给工程带来严重的安全隐患，危及施工作业人员的安全，增加施工费用，延误工期。而目前对水平薄层状围岩的治理思路常规思路是通过布置锚杆锚固，而且是按照垂直层面的方向设置锚杆，同时由于水平薄层状围岩的不稳定，在钻孔或者锚定时，这无疑将增加在正下方施工人员的安全风险，危及施工人员的生命财产安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种隧道水平薄层状围岩多向倾斜组合式锚固体系及其安设方法。

本发明的技术方案如下：

一种隧道水平薄层状围岩多向倾斜组合式锚固体系，包括隧道拱顶锚杆组和隧道拱腰锚杆组；其中隧道拱顶锚杆组：按梅花形布置锚杆，锚固点沿掌子面方向以30°倾角斜向上锚入第一根锚杆，同时每锚固完一根锚杆后以垂直层面的方向锚入第二根锚杆；隧道拱腰锚杆组：按梅花形布置锚杆，沿向隧道中心线方向以30°倾角斜向上锚入第一根锚杆，同时每锚固完一根锚杆后以垂直层面的方向锚入第二根锚杆，再以同样方式安设剩余的锚杆。

所述的锚固体系，所述锚杆采用全长粘结型锚杆中的普通水泥砂浆锚杆，锚杆杆体宜选用HRB335钢，杆体直径取25mm，杆体屈服抗拉力大于或等于150kN，强屈比fu/fy≥1.2；锚杆垫板材料采用Q235钢；锚杆外露端应加工120-150mm的标准螺纹，并采用配套标准螺母；锚杆露头应设托板，托板长宽厚150mm*150mm*6mm。

所述的锚固体系，所述锚杆的长度L取3m-5m，且满足下式：L≥5b1；L≥2(b1+b2)；其中b1、b2分别为水平薄层状围岩岩层B1和B2的厚度。

所述的隧道水平薄层状围岩多向倾斜组合式锚固体系的安设方法，隧道拱顶锚杆组的安设方法：按梅花形布置锚杆，将距离已支护好的隧道段最近的一排锚杆定义为第一排锚杆，沿隧道掘进方向依次为第二排、第三排，以此类推，自第三排开始重复前两排的锚固结构；对于第一排的锚杆安设方法如下：先对两侧的锚固点沿掌子面方向以30°倾角斜向上锚入第一根锚杆，同时每锚固完一根锚杆后以垂直层面的方向锚入第二根锚杆，再将中间的锚固点以同样方式锚入两根锚杆；第二排的锚杆安设：先在隧道俩侧沿隧道中心线方向以30°倾角斜向上锚入第一根锚杆，同时每锚固完一根锚杆后以垂直层面的方向锚入第二根锚杆，再将中间的锚固点以第一排的锚固方式安设锚杆；

隧道拱腰锚杆组的安设方法：按梅花形布置锚杆，将距离已支护好的隧道段最近的一排锚杆定义为第一排锚杆，沿隧道掘进方向分别为第二排、第三排，以此类推，自第三排开始重复前两排的锚固结构。先对更靠近隧道侧壁的锚固点进行锚固，沿向隧道中心线方向以30°倾角斜向上锚入第一根锚杆，同时每锚固完一根锚杆后以垂直层面的方向锚入第二根锚杆，再以同样方式安设剩余的锚杆。

所述的安设方法，所述锚杆采用全长粘结型锚杆中的普通水泥砂浆锚杆，锚杆杆体宜选用HRB335钢，杆体直径取25mm，杆体屈服抗拉力大于或等于150kN，强屈比fu/fy≥1.2；锚杆垫板材料采用Q235钢；锚杆外露端应加工120-150mm的标准螺纹，并采用配套标准螺母；锚杆露头应设托板，托板长宽厚150mm*150mm*6mm。