[发明专利]适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构

说明书

本发明公开了一种适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构，由拱顶锚固混凝土部件、拱脚锚固混凝土部件以及拱腰、边墙拼接块拼装形成，其中，所述拱腰拼接块对应围岩一侧设置有缓冲层，减小隧道初期支护施工后初期产生较大变形，达到释放围岩部分应力进而控制变形的目的。本发明适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护结构，结构简单，易于现场施工，能有效控制初支变形，实现现场快速施工，极大降低初支变形侵限、换拱率，使高地应力隧道施工安全、快速推进，提高施工效率，节约施工成本。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，更具体地说，本发明涉及一种适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构及其施工方法。

背景技术

在隧道施工中，因高地应力作用，常出现初期支护结构发生较大变形，通过常规性的初支补强及围岩注浆加固效果不明显，初支结构变形侵限、换拱时有发生，严重影响隧道施工安全及进度，造成极大的成本投入。

且目前山岭隧道常规施工中，初期支护结构均需要经过现场初期支护钢架拼装、钢筋网片安设、锁脚锚杆(管)及系统锚杆施作、喷射混凝土等施工工艺，作业时间长，施工进度慢，同时受诸多因素影响，喷射混凝土平顺度、密实度及钢架保护层等极难控制，施工标准和质量较低；且喷射混凝土作业时洞内环境差，影响作业人员身体健康；喷射混凝土施工完毕后，前期强度较低，极易在后续施工中被损坏，形成质量安全隐患。

因此，亟需研发一种能够减少应力变形和提高施工效率的适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述难题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的另一个目的是提供一种减少变形的适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，本发明提供一种适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构，其中，由拱顶锚固混凝土部件、拱脚锚固混凝土部件以及拱腰、边墙拼接块拼装形成；其中，所述拱腰、边墙拼接块上与隧道围岩对应的一面设置有缓冲层。

在拱腰、边墙拼接块上设置缓冲层，防止围岩应力较大部位与初支结构直接接触，避免刚性受力，同时提供一定的围岩应力释放空间，减轻初支结构承受围岩大变形的应力，最终达到控制初支变形的目的。

优选的是，所述的适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构中，所述拱腰、边墙拼接块设置有初支结构层，所述初支结构层的两端具有凸部，以使得面向隧道围岩一面形成凹部，所述缓冲层设置在所述凹部内且被凹部限位。缓冲层被限位在凹部内，防止缓冲层偏移。

优选的是，所述的适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构中，所述拱顶锚固混凝土部件、拱脚锚固混凝土部件以及拱腰、边墙拼接块的两端均分别设置有连接件以便进行拼装。

优选的是，所述的适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构中，所述拱顶锚固混凝土部件、拱脚锚固混凝土部件以及拱腰、边墙拼接块的两端均分别设置有螺孔以便使用螺栓进行拼装。

优选的是，所述的适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构中，所述缓冲层为高密度聚乙烯闭孔泡沫板，厚度为30厘米。

优选的是，所述的适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构中，所述拱顶锚固混凝土部件、拱脚锚固混凝土部件以及拱腰、边墙拼接块的两端均分别设置有锚孔。锚孔打入锚杆和注浆后，锚杆伸入到隧道围岩层中，能够有效固定拱顶锚固混凝土部件、拱脚锚固混凝土部件以及拱腰、边墙拼接块，保证初支结构不发生偏移。

一种适用于高地应力大变形隧道装配式初期支护缓冲结构的施工方法，其中，包括：

预制拱顶锚固混凝土部件、拱脚锚固混凝土部件以及拱腰、边墙拼接块；