[发明专利]用于大变形地层的隧道支护结构及其施工工法

权利要求书

1.用于大变形地层的隧道支护结构，沿隧道环向包括顶部的拱顶（11）、底部的仰拱（12）及两侧边墙（13），沿隧道径向包括外层的初期支护（21）、内层的二次衬砌（23）以及位于初期支护（21）和二次衬砌（23）之间的防水层（22），所述初期支护（21）采用含有钢筋网和钢拱架的喷锚结构构成；其特征在于：

在所述初期支护（21）和二次衬砌（23）之间设置有内层初期支护（22），所述防水层（24）位于内层初期支护（22）和二次衬砌（23）之间，所述内层初期支护（22）采用含有钢筋网和钢拱架的喷射混凝土结构构成。

2.如权利要求1所述的用于大变形地层的隧道支护结构，其特征在于：所述初期支护（21）和内层初期支护（22）的钢拱架沿隧道纵向间隔设置。

3.如权利要求1所述的用于大变形地层的隧道支护结构，其特征在于：所述初期支护（21）的锚固结构包括锚杆（27）和注浆小导管（28）。

4.如权利要求1、2或3所述的用于大变形地层的隧道支护结构，其特征在于：所述内层初期支护（22）的横断面呈倒U形并由一侧边墙（13）底部经拱顶（11）延伸至另一侧边墙（13）底部；在仰拱（12）处，由初期支护（21）、二次衬砌（23）及内层初期支护（22）两端封闭构成的间隙内设置有回填层（29）。

5.如权利要求4所述的用于大变形地层的隧道支护结构，其特征在于：所述回填层（29）采用喷射混凝土结构构成。

6.采用如权利要求1所述用于大变形地层的隧道支护结构的施工工法，包括如下步骤：

A、施作超前支护；

B、开挖隧道洞身；

C、紧跟掌子面施作初期支护（21）；

D、监控围岩的变形情况，根据监控数据确定围岩的变形收敛趋势，并根据监控情况进行下述施作；

E1、当围岩变形呈收敛趋势时，在初期支护（21）表面铺设防水层（24），并在初期支护（21）变形稳定后，根据实际的断面轮廓施作二次衬砌（23），完成该段隧道支护结构的施工；

E2、当围岩变形无收敛趋势时，则根据如下步骤施工：

a、根据初期支护（21）的理论强度及围岩的变形速率，确定初期支护（21）的可控变形量，在初期支护（21）变形量达到可控变形量时，施作内层初期支护（22）；

b、监控围岩的变形情况，根据监控数据确定围岩的变形收敛趋势，再根据监控情况进行下述施作；

c1、当围岩变形呈收敛趋势时，在内层初期支护（22）表面铺设防水层（24），并在内层初期支护（22）变形稳定后，根据实际的断面轮廓施作二次衬砌（23），完成该段隧道支护结构的施工；

c2、当围岩变形无收敛趋势时，根据监控数据对二次衬砌（23）进行强化处理，并在内层初期支护（21）变形侵入二次衬砌（23）的净空前，在内层初期支护（22）表面铺设防水层（24），并根据实际的断面轮廓施作二次衬砌（23），完成该段隧道支护结构的施工。

7.如权利要求6所述的用于大变形地层的隧道支护结构的施工工法，其特征在于：在所述步骤B中，开挖循环进尺与初期支护（21）钢拱架的设置间距相适应。