[实用新型]一种适用于顺层偏压隧道的支护体系

说明书

一种适用于顺层偏压隧道的支护体系，以提高围岩稳定性及支护结构安全性，避免隧道在施工过程中发生塌方、大变形等现象，确保隧道的运营安全。包括初期支护结构和二次衬砌结构，初期支护结构由锚杆、喷射混凝土层和埋设于喷射混凝土层内的型钢刚架构成，锚杆由沿隧道围岩周向间隔设置的拱部锚杆、边墙锚杆和拱底锚杆构成。所述拱部锚杆分为顺倾侧拱部锚杆和反倾侧拱部锚杆两组，顺倾侧拱部锚杆沿竖直方向设置且穿过层状岩体节理面，反倾侧拱部锚杆垂直于层状岩体节理面。边墙锚杆在初期支护结构横向两侧边墙部水平设置，拱底锚杆仅设置于顺倾侧拱底部，按径向设置。

技术领域

本实用新型涉及隧道支护体系，特别涉及一种适用于顺层偏压隧道的支护体系。

背景技术

层状软岩在我国具有广泛的分布范围。在此类岩层中开挖隧道时，层状岩体将沿着结构面滑动，对隧道支护结构会产生一个偏压荷载，该荷载的值与岩层特性、岩层倾角、地下水发育情况、软弱结构面等因素有关。近年来，地质顺层偏压隧道病害频发，三南线、沪昆线、成贵线、渝怀线等铁路干线都在施工及运营阶段都相继出现了塌方、大变形、钢架扭曲、初支及二衬开裂等现象，对隧道的施工及运营均造成了不利影响。

顺层偏压段隧道目前尚无成熟的设计方法，多采取经验类比设计。施工过程中，根据隧道的变形情况及监控量测信息及时调整设计参数，通常采取加强钢架支护、增加锚杆长度及数量、增加喷射混凝土厚度、增加二衬厚度、增加二衬配筋量等措施来增强支护结构的抗变形能力。对于偏压严重地段，也会采取超前小导管、超前管棚等方法来改善围岩条件。但以上措施具有一定的盲目性，一般通过经验判断支护位置及参数，未根据顺层偏压的受力特点针对性地采取支护措施，导致支护效果欠佳且增加了工程投资。因此，对于顺层偏压隧道的支护，应从其力学特征出发，采用符合其变形规律的支护体系，才能做到有的放矢。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于顺层偏压隧道的支护体系，以提高围岩稳定性及支护结构安全性，避免隧道在施工过程中发生塌方、大变形等现象，确保隧道的运营安全。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本实用新型一种适用于顺层偏压隧道的支护体系，包括初期支护结构和二次衬砌结构，初期支护结构由锚杆、喷射混凝土层和埋设于喷射混凝土层内的型钢刚架构成，锚杆由沿隧道围岩周向间隔设置的拱部锚杆、边墙锚杆和拱底锚杆构成，其特征是：所述拱部锚杆分为顺倾侧拱部锚杆和反倾侧拱部锚杆两组，顺倾侧拱部锚杆沿竖直方向设置且穿过层状岩体节理面，反倾侧拱部锚杆垂直于层状岩体节理面；所述边墙锚杆在初期支护结构横向两侧边墙部水平设置，所述拱底锚杆仅设置于顺倾侧拱底部，按径向设置。

所述顺倾侧拱部锚杆、反倾侧拱部锚杆和拱底锚杆的长度大于边墙锚杆的长度。

本实用新型的有益效果是，结合顺层偏压隧道的变形特征，有针对性地采用支护手段有效控制隧道变形，提高围岩稳定性；顺倾侧拱部位置易发生岩层滑移，且竖向位移较大，因此沿竖直方向设置顺倾侧拱部锚杆且穿过层状岩体节理面以控制岩层的滑动；反倾侧拱部位置的围岩沿垂直于层状岩体节理面倾角的方向发生变形，故沿与层状岩体节理面垂直方向设置反倾侧拱部锚杆；顺倾侧拱脚至拱底位置由于岩层易沿着节理面滑动造成隧底严重隆起，故在此部位沿隧道径向设置，用以控制岩层滑动造成的隧底隆起；隧道左右边墙位置只发生水平位移，且相对其他部位变形较小，故只需设置较短的水平锚杆；型钢刚架、喷射混凝土层及钢筋混凝土二次衬砌进一步提高了支护结构的承载能力，增强了支护结构的安全性。

附图说明

本说明书包括如下两幅附图：

图1是本实用新型一种适用于顺层偏压隧道的支护体系的示意图；

图2是图1中A局部的放大图；