[发明专利]用于混凝土管片锚杆偏位的联合支护结构

说明书

本发明涉及一种用于混凝土管片锚杆偏位的联合支护结构，属于隧道支护领域。本发明包括相互连接的混凝土管片与注浆锚杆两个部分：混凝土管片由管片纵向连接孔、管片横向连接锯齿、锚杆孔、管片主体组成；注浆锚杆由锚杆锚头、锚杆注浆锚固段、注浆锚杆、橡胶垫、球形垫、锚具组成；混凝土管片与注浆锚杆之间的连接通过橡胶垫、球形垫板与锚具实现，其中橡胶垫采用的是高弹性、耐腐蚀、抗老化的橡胶材料制成。本发明承载力高、施工方便、施工速度快、经济效果好，支护效果好，缩短工时，降低造价，施工过程中对于存在偏位的锚杆也可直接就行施工。

技术领域

本发明属于隧道支护领域，特别是涉及一种用于混凝土管片锚杆偏位的联合支护结构。

背景技术

随着我国城市化进程的加剧，城市轨道交通的发展与日俱增，截至2015年，我国轨道交通总里程达到3286公里，计己有25座城市112线路通车运行。而对于高峰人流的交通疏散和快捷出行而言，地下轨道交通相比路面交通更具有优势，盾构法施工是地下轨道交通建设中的主要工法。此外，随着中国装备制造业升级和施工技术水平的提升，盾构隧道趋向大埋深发展。以越江跨海隧道和深部煤矿巷道为代表，今后大埋深盾构隧道的发展方向。隧道支护设计在某些条件下过于保守，造成浪费，然而在有些条件下又由于隧道结构设计过于薄弱而存在较大的安全隐患，给隧道工程的建设和后期的运营带来较大的安全风险。目前主要的隧道施工方法有矿山法、明挖法、盾构法、地下连续墙法、沉管法等等。

盾构管片是盾构施工的主要装配构件，是隧道的最内层屏障，承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构，盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全，影响隧道的防水性能及耐久性能。盾构管片的生产通常采用高强抗渗混凝土，以确保可靠的承载性和防水性能，生产主要利用成品管片模具在密封浇灌混凝土后即可成型。

锚杆是当代煤矿当中巷道支护的最基本的组成部分，它将巷道的围岩加固在一起，使围岩自身支护自身。现在锚杆不仅用于矿山，也用于工程技术中，对边坡，隧道，坝体进行主体加固。锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力。锚杆作为深入地层的受拉构件，它一端与工程构筑物连接，另一端深入地层中，整根锚杆分为自由段和锚固段，自由段是指将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，其功能是对锚杆施加预应力；锚固段是指水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，其功能是将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，增加锚固体的承压作用，将自由段的拉力传至土体深处。

20世纪60年代，奥地利工程师在工程实战的基础上，提出了新奥法理论，该理论强调利用围岩自承能力来进行巷道支护，并不是传统意义上的靠支护结构来稳定开挖后的隧道。自新奥法提出以来，世界范围内的自围岩支护技术迸发式发展。董方庭提出了松动圈软弱围岩喷错支护理论，该理论认为，随道开挖后会在洞周出现松动圈。松动圈围岩的碎胀变形才是隧道支护的主要对象，软岩隧道松动圈范围一般较大，“大变形、难支护＂问题突出。

挪威法(简称NTM) 的最大特点即是采用钢纤维喷混凝土作为永久支护。湿喷钢纤维混凝土优于普通喷混凝土的主要方面表现在喷射能力强, 回弹率低, 质量均匀, 环境条件好, 作业安全, 不需要进行防腐蚀处理, 可防止电解和防止加速腐蚀。钢纤维加固法可以节省劳动力。含纤维的混凝土能使加固物分布在整个岩体上, 而常规的网格加固法施工的衬砌在凸凹不平的岩体上呈波动状, 与名义的标定线有或多或少的误差值。

小导管加固支护适用于岩石节理发育的软弱围岩、断层破碎带及浅埋地段等。小导管支护与管棚支护原理相似, 小导管沿开挖轮廓线外侧呈环形布设, 成为环形承载拱。大管棚和小导管在软弱地质的隧道中都可以起到支护作用, 在掌握隧道地质具体情况的前提下, 可以综合使用, 在一定程度上节省造价。格栅与钢支撑可以归为构建支撑一类,前者只有与混凝土并用, 才能发挥其支护作用, 而且不能立即发挥承载作用。而后者可以立即、独立地发挥承载作用。