[发明专利]软岩大变形隧道支护体系及其施工方法

权利要求书

1.一种软岩大变形隧道支护体系，其特征在于，包括沿隧道径向由外向内依次设置的超前支护、初期支护、防水层(5)和二次衬砌(7)，所述初期支护包括沿隧道径向由外向内依次设置的加长锚杆(1)、初喷层(2)、钢拱架(3)和复喷层(4)；

所述的初期支护内初喷层(2)与钢拱架(3)之间还设置有钢筋网(11)，钢筋网(11)的网格间距为20×20cm，所述初喷层(2)厚度≥40mm；

所述钢拱架(3)采用工字钢拼接而成，单榀钢拱架采用螺栓连接的方式，纵向相邻钢架之间采用纵向连接筋(9)连接；且在隧道上台阶和拱脚处分别加设上台阶锁脚锚杆(6)和拱脚锁脚锚杆(8)，所述上台阶锁脚锚杆(6)和拱脚锁脚锚杆(8)与钢拱架(3)焊接连接。

2.根据权利要求1所述的一种软岩大变形隧道支护体系，其特征在于所述的超前支护由超前小导管(10)注浆形成，超前小导管(10)在隧道掌子面处拱顶120°范围内沿隧道轴向设置，超前小导管(10)环向间距为30-50cm，外插角为3-5°，长度为6-8m。

3.根据权利要求1所述的一种软岩大变形隧道支护体系，其特征在于，所述的加长锚杆(1)采用自进式注浆锚杆，锚杆长度为3-5m，沿隧道环向设置，间距为50-100cm。

4.根据权利要求1所述的一种软岩大变形隧道支护体系，其特征在于，所述的二次衬砌(7)采用素混凝土整体浇筑而成，厚度≥50cm。

5.一种软岩大变形隧道支护体系的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：1)首先在隧道掌子面处拱顶120°范围内沿隧道轴向施作超前小导管(10)，超前小导管(10)环向间距为30-50cm，外插角为3-5°，长度为6-8m；

2)超前小导管(10)施工完成后，通过超前小导管(10)对围岩进行注浆加固，注浆浆液采用水泥-水玻璃混合液，注浆压力采用0.5-0.8Mpa；

3)采用预留核心土法开挖上台阶环形部分，完成后立即施作加长锚杆(1)，并进行初喷初喷层(2)，初喷层(2)施作完毕后悬挂钢筋网(11)，然后架设钢拱架(3)的上台阶部分，完成后通过纵向连接筋(9)使其与前一榀钢拱架连接成为承载整体，上台阶脚处打入上台阶锁脚锚杆(6)，并将上台阶锁脚锚杆(6)与钢拱架(3)焊接连接，最后施作复喷层(4)；

4)开挖核心土部分；

5)开挖下台阶左侧部分，立即施作加长锚杆(1)，拱脚处打入拱脚锁脚锚杆(8)，喷射初喷层(2)，然后施作钢拱架(3)的下台阶部分，使其与上台阶部分钢拱架(3)通过螺栓连接，并使钢拱架(3)与拱脚处的拱脚锁脚锚杆(8)焊接连接，喷射复喷层(4)；

6)然后开挖下台阶右侧，施工步骤同下台阶左侧；

7)开挖仰拱部分，并施作仰拱处的钢拱架(3)，使其形成闭合承重环；

8)在复喷层(4)表面敷设防水层(5)，并使用土工布防护；

9)最后整体浇筑二次衬砌(7)；

10)重复步骤1-9，进行隧道持续开挖。

6.根据权利要求5所述的一种软岩大变形隧道支护体系的施工方法，其特征在于，所述加长锚杆(1)采用自进式注浆锚杆，锚杆长度为3-5m，沿隧道环向设置，间距为50-100cm。

7.根据权利要求5所述的一种软岩大变形隧道支护体系的施工方法，其特征在于，所述钢筋网(11)的网格间距为20×20cm，所述初喷层(2)厚度≥40mm。