[发明专利]一种高地应力软岩公路隧道支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种公路隧道施工技术领域，更具体涉及一种高地应力软岩公路隧道支护方法。

背景技术

中国西部地区地形、地质条件复杂，高等级公路建设中遇到大量的桥梁、隧道工程。由于特殊的地质和地形条件，近年来穿越高地应力地区且工程地质环境恶劣的软弱围岩长大隧道不断涌现，给高速公路长大隧道的设计和施工带来了重大的挑战。高地应力软岩隧道工程的最大难题是软岩隧道的结构设计、施工和后期隧道的维护问题。这些隧道的突出特点是围岩软弱、地应力较高、压强比高、变形大且持续时间较长。目前，采用常规的支护措施很难适应软岩隧道大变形的要求，施工过程中频繁出现初次衬砌和二次衬砌的开裂与破坏，支护后隧道变形超限，需要不断的翻修，这不仅严重的影响施工进度，增加施工成本，而且给施工带来了较多安全隐患，隧道的施工质量也难以保证。因此急需发明一种安全、可靠，易于操作和施工，并适用于高地应力软岩公路隧道的支护方法。

发明内容

本发明的目的是在于提供了一种高地应力软岩公路隧道支护方法，该支护方法基于新奥法施工过程力学原理，其突出特点是可吸收围岩较大变形，该施工方法对于控制高地应力下软岩隧道大变形效果明显，该方法简便易行，操作简单，效果明显，成本相对较低。支护结构安全可靠，可免除隧道支护后不断修复和返工，保障隧道支护结构的长期安全与稳定。

为了实现上述的目的,本发明采用以下技术措施：

一种高地应力软岩公路隧道支护方法，其步骤是：

1、上台阶开挖，锚喷支护施工。

隧洞分上下台阶法开挖，下台阶高度控制在1.8～2.0m左右。首先进行上台阶开挖，采用钻爆法施工，挖掘机清除掌子面危岩，人工架设型钢支架。

锚喷支护施工必须紧跟掌子面。按照设计要求，沿洞周布设锚杆安装位置，用钻机沿隧洞洞径向钻孔，安装上台阶树脂锚杆。安装锚杆托板，拧紧螺母，使锚杆具有一定的预紧力。

在边墙和拱部锚喷支护施工同时，安装上台阶锁脚锚杆。

当上台阶树脂锚杆抗拔力达到设计要求后，铺设成片钢筋网，钢筋网与围岩间距3～4cm。随后采用干式喷浆法喷浆，喷浆按先墙后拱，先下后上的顺序，在初喷混凝土终凝以后，沿隧洞环向每隔一定距离(间距4.5m)填充塑性混凝土垫块(将塑性混凝土预告制成20×20×50cm长方形块体)，随后进行复喷，复喷2～3次，直至达到设计厚度(通常为22～28cm)。

2、上台阶第二道工字钢支架架设。锚喷支护结束后，架设上台阶第二组工字钢支架。

3、上台阶泡沫混凝土缓冲层碹砌。将泡沫混凝土预制块沿先墙后拱，自下而上的顺序碹砌，最后在拱顶部位收口。为保证施工质量，施工前，要测量开挖断面，对喷射混凝土表面凹凸显著部位分层喷射找平，将外露的锚杆头齐根切除，并用水泥砂浆抹平。

4、上台阶喷射混凝土施工。采用干喷法施工，按设计厚度喷射混凝土，喷射混凝土厚度应覆盖型钢支架，并留有2～3㎝保护层。

5、下台阶开挖及型钢支架架设，喷射混凝土。下台阶开挖应尽早进行，使初次衬砌及早成环，有利于结构受力。下台阶开挖主要采用小剂量炸药(单次爆破用量不超过10～20kg岩石乳化炸药)爆破,辅以挖掘机施工，下台阶每次施作进尺12m(根据具体施工条件，可选择12～20m)。

铺设下台阶第一道工字钢支架，通过A3钢板和螺栓与上台阶型钢支架架牢固连接。下台阶第一道工字钢支架应按照设计尺寸在平面上放出1:1大样，并把整榀钢架分成5～9个单元，在加工现场将各单元焊接完成，并焊好连接法兰，法兰的焊接要准确周正，孔眼对应。测量确定隧道中垂线，架立钢拱架，复核钢拱架倾斜度小于2^°，两侧底脚使用垫块支垫牢固。法兰之间对正，用螺栓连接牢固，钢架与纵向钢筋焊牢，钢架与钢架之间用螺纹钢焊接连成整体，起到整体支护效果。钢架架设完成后，打下台阶树脂锚杆与下台阶锁脚锚杆(或锚索)。

上述操作完成后，对仰拱喷射混凝土达到设计厚度(通常为22～28cm)。

6、浇筑下台阶塑性混凝土。将塑性混凝土搅拌均匀，用运输车将塑性混凝土运送到指定位置，直接用输送泵将塑性混凝土泵送至模块内，浇筑后对塑性混凝土进行适当的养护，待塑性混凝土强度达到设计强度75%以上时(凝固时间2～3天)（混凝土强度具体是多少?）达到要求之后，拆除模板。