[发明专利]一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构及施工工艺

权利要求书

1.一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构，其特征在于：包括拱部控速锚索(1)、边墙控速锚索(2)、拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)、拱部锁脚锚索(5)、边墙锁脚锚索(6)、第一层初期支护(7)和第二层初期支护(8)，所述的第一层初期支护(7)包括第一层钢拱架，所述的第一层钢拱架埋设于喷射混凝土中，所述的第二层初期支护(8)包括第二层钢拱架，所述的第二层钢拱架埋设于喷射混凝土中，所述的拱部控速锚索(1)和边墙控速锚索(2)通过锚具锚在第一层初期支护(7)表面上，所述的拱部限位锚索(3)和边墙限位锚索(4)通过锚具锚在第二层初期支护(8)表面上，所述的拱部锁脚锚索(5)通过锚具锚在第一层初期支护(7)表面上，所述的边墙锁脚锚索(6)通过锚具锚在第二层初期支护(8)表面上。

2.根据权利要求1所述的一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构，其特征在于：所述的拱部控速锚索(1)、边墙控速锚索(2)和拱部锁脚锚索(5)均按梅花形沿隧道环向和纵向布置，且纵向的间距为第一层钢拱架间距的2倍。

3.根据权利要求1所述的一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构，其特征在于：所述的拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)和边墙锁脚锚索(6)，均按矩形沿隧道环向和纵向布置，纵向的间距为第一层钢拱架间距的2倍。

4.根据权利要求1所述的一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构，其特征在于：所述的拱部控速锚索(1)沿拱部环向均匀布置有4～8根，拱部控速锚索(1)的轴线为隧道壁的径向。

5.根据权利要求1所述的一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构，其特征在于：所述的边墙控速锚索(2)沿隧道两侧边墙环向分别均匀布置有2～3根，边墙控速锚索(2)的轴线为水平方向。

6.根据权利要求1所述的一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构，其特征在于：所述的拱部锁脚锚索(5)在隧道两侧拱脚处各布置有1根，且位于拱脚上方0.4m～0.6m处。

7.根据权利要求1所述的一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构，其特征在于：所述的拱部限位锚索(3)分别在隧道拱顶和两侧拱腰处各布置有1根，拱部限位锚索(3)的轴线为隧道壁的径向。

8.根据权利要求1所述的一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构，其特征在于：所述的边墙限位锚索(4)分别在隧道两侧的拱脚和墙中最大跨处各布置有1根，边墙限位锚索(4)的轴线为水平方向。

9.根据权利要求1所述的一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群支护结构，其特征在于：所述的边墙锁脚锚索(6)在隧道两侧墙脚处各布置有1根，边墙锁脚锚索(6)至仰拱表面为0.4m～0.6m。

10.一种挤压型软弱围岩隧道预应力锚索群的施工工艺，其特征在于，包括下面的步骤：

步骤一，选取工程试验段，获取隧道开挖后的松动圈范围，从而确定拱部控速锚索(1)、边墙控速锚索(2)、拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)、拱部锁脚锚索(5)和边墙锁脚锚索(6)的长度；

步骤二，开挖隧道，即时进行第一层初期支护(7)；

步骤三，第一层初期支护(7)施作8～10m距离后，在相应部位进行拱部控速锚索(1)、边墙控速锚索(2)、拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)、拱部锁脚锚索(5)、边墙锁脚锚索(6)的钻孔、穿锁，并完成注浆施作；

步骤四，当拱部控速锚索(1)、边墙控速锚索(2)、拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)、拱部锁脚锚索(5)、边墙锁脚锚索(6)孔内的砂浆强度达到设计强度70％以上时，对拱部控速锚索(1)、边墙控速锚索(2)、和拱部锁脚锚索(5)进行预留张拉，张拉值为总张拉力的40％～50％，同时拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)和边墙锁脚锚索(6)不进行张拉；

步骤五，切割拱部控速锚索(1)、边墙控速锚索(2)、拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)、拱部锁脚锚索(5)和边墙锁脚锚索(6)外露部分，其中拱部控速锚索(1)、边墙控速锚索(2)和拱部锁脚锚索(5)的外露部分保留长度为10cm～20cm，拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)和边墙锁脚锚索(6)的外露部分保留长度为1.5m～2m；

步骤六，当隧道拱墙已形成全断面的长度达到5～10m时，施作第二层初期支护(8)；

步骤七，在已完成第二层初期支护(8)施作的范围内，对拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)和边墙锁脚锚索(6)进行张拉，拱部限位锚索(3)和边墙限位锚索(4)的张拉值按总张拉力的70％～80％进行张拉，边墙锁脚锚索(6)按总张拉力的100％进行张拉，张拉完成后，切割拱部限位锚索(3)、边墙限位锚索(4)和边墙锁脚锚索(6)的外露部分，外露部分保留长度为10cm～20cm；

步骤八，施作仰拱及填充层；

步骤九，重复步骤二至步骤八，当有足够的二衬施作空间、且隧道监控的变形速率控制在设计或规范要求的范围内时，即时施作二衬。