[发明专利]控制顺向陡倾层状结构岩石隧道边墙超挖的支护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制顺向陡倾层状结构岩质隧道边墙超挖的支护方法，特别是一种应用于顺向陡倾层状岩石和节理裂隙较发育岩石条件下的控制顺向陡倾层状结构岩质隧道边墙超挖的支护方法。

背景技术

现有隧道边墙的初期支护技术为锚喷、网喷、格栅钢架及型钢钢架兼锚喷支护技术。现有技术中隧道边墙锚杆是在隧道开挖后进行布设的，布设方向垂直于隧道边墙，即布设角度与边墙呈90°。现有技术没有更好地解决隧道边墙的超挖问题。现有隧道边墙的锚杆支护为径向系统锚杆支护。现有支护技术为隧道初期支护的一部分，现有系统锚杆支护是在隧道开挖后再进行系统锚杆支护。顺向陡倾岩石是指岩石走向与线路走向呈小角度相交(夹角为0°～30°之间)、岩石倾向为60°～90°之间的层状结构岩石。在顺向陡倾特殊地质情况下，现有技术没有充分利用岩石抗压强度为抗拉强度10倍左右的岩石力学性能特点和隧道拱圈效应理论进行有针对性的设计，没有利用超前支护，也没有把超前支护与系统支护进行较好的结合。隧道开挖后，支护前，隧道边墙顺向陡倾层状岩石在应力调整的过程中易出现弯曲～溃曲破坏，从而隧道施工中，边墙易出现倾倒、片帮掉块、滑塌等地质超挖问题。隧道两侧边墙超挖后，隧道开挖轮廓线不平顺，出现应力集中，使隧道的受力更加不利。隧道两侧边墙部位为隧道受力拱圈的拱座，如果拱座支撑力不足以提供上部拱的巨大压力，易造成上部拱垮塌，即隧道塌方。隧道超挖不仅给施工带来安全风险，也不利于质量、工期及投资的控制。因此现有技术中还没有一种可以在隧道施工过程中可以有效约束不利变形，合理控制隧道的超挖问题，预防隧道塌方，提高循环开挖作业进尺，加快施工进度，节约工程投资的控制顺向陡倾层状结构岩石隧道边墙超挖的支护方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以在隧道施工过程中可以有效约束围岩的不利变形，合理控制隧道的超挖，预防隧道塌方，提高循环开挖作业进尺，加快施工进度，节约工程投资的控制顺向陡倾层状结构岩石隧道边墙超挖的支护方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的控制顺向陡倾层状结构岩石隧道边墙超挖的支护方法，包括以下几个步骤：

a、采用在隧道两侧边墙部位沿隧道开挖轮廓线向外施工超前水泥砂浆锚杆的方法，对隧道两侧未开挖的围岩进行超前支护；

b、对位于a步骤中所形成的支护范围内的边墙部位进行开挖施工；

c、进行两侧边墙部位支护施工；

d、依次重复循环进行前述三个步骤直至完成隧道开挖施工。

进一步的是，a步骤中超前水泥砂浆锚杆的支护角范围为30°至45°，超前水泥砂浆锚杆长度范围为3m至6m，超前水泥砂浆锚杆的直径范围为22mm到25mm。

进一步的是，所述a步骤中施工的超前大角度水泥砂浆锚杆比b步骤中的边墙部位开挖超前搭接至少100cm。

进一步的是，d步骤中每一次循环过程中所开挖的隧道的长度范围为150cm至250cm。

进一步的是，所述c步骤中的支护方法为在两侧边墙部位初喷砼。

进一步的是，所述c步骤中的支护方法为在两侧边墙部位挂网喷砼。

进一步的是，所述c步骤中的支护方法为在两侧边墙部位设置钢支撑。

本发明的有益效果是：本发明利用了顺向陡倾层状岩石的地质特点和力学性能，在掌子面前方岩体未开挖前进行预支护，这种超前预支护技术不但起到了超前支护的作用，也作为永久支护的一部分，通过预支护，提高了岩石的承载能力，有效的约束了隧道边墙围岩的不利变形，并通过加固后的围岩作为隧道的支护体系。这种支护技术不但控制了隧道的超挖问题，也预防了隧道塌方，提高了循环开挖作业进尺，加快了施工进度，使超前支护与永久支护得到了有效的结合，节约了工程投资。

附图说明

图1是本发明的顺向陡倾层状岩石中的隧道支护图；

图中零部件、部位及编号：支护圈外边线1，隧道初期支护2，岩石结构面及倾向3，隧道边墙支护4、水泥砂浆锚杆5、支护角A。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，为解决上述技术问题，本发明采用的控制顺向陡倾层状结构岩石隧道边墙超挖的支护方法，包括以下几个步骤：

a、采用在隧道两侧边墙部位沿隧道开挖轮廓线向外施工超前水泥砂浆锚杆5的方法，对隧道两侧未开挖的围岩进行超前支护；

b、对位于a步骤中所形成的支护范围内的边墙部位进行开挖施工；

c、进行两侧边墙部位支护施工；