[发明专利]一种软弱围岩地下洞室的岩壁吊车梁结构及设计、施工方法

说明书

本发明公开了一种可以广泛应用于软弱围岩条件下的地下洞室的岩壁吊车梁结构及设计、施工方法，既满足桥机荷载作用下岩壁吊车梁的稳定性要求，也保证岩壁吊车梁提前工期的优势。其结构包括设置在岩壁表面的岩梁基座，所述岩梁基座的岩面为斜坡面，其特征是，岩梁基座的岩面设置混凝土岩壁梁、上附壁墙和下附壁墙，所述上附壁墙、混凝土岩壁梁和下附壁墙自上而下与岩壁梁的岩面紧密接触不预留结构缝且整体浇筑，混凝土岩壁梁设有插入岩壁内的两根普通受拉锚杆、一根第一高强预应力锚杆和受压普通锚杆，上附壁墙设有一根插入岩壁内的第二高强预应力锚杆，下附壁墙设有两根插入岩壁内的普通锚杆。

技术领域

本发明涉及位于软弱围岩中的水电站地下洞室的工程结构，尤其涉及一种采用中国标准并融入欧美设计理念，在海外工程得到成功应用的软弱围岩地下洞室的岩壁吊车梁结构及设计、施工方法。

背景技术

岩壁吊车梁源于挪威，其原理是通过开挖出倾斜的岩石基座以及若干排上倾普通砂浆锚杆，将混凝土吊车梁与岩壁进行固定。岩壁吊车梁在鲁布革水电站第一次引入中国，逐渐在国内地下工程得到广泛应用，并形成专门的设计规范《地下厂房岩壁吊车梁设计规范》。但在国外岩壁吊车梁应用较少，且未形成国际规范。国外工程师认为采用普通锚杆无法阻止吊车梁在桥机荷载下的侧向位移，而侧向位移过大将影响桥机正常运行，通常要求采用预应力锚索固定或混凝土柱支撑吊车梁。

中国企业在国际市场承担了越来越多的水电工程，中国标准和中国理念也随之出海。岩壁吊车梁可实现桥机提前投运，对工期较为有利，因此在所承包的工程内通常采用岩壁吊车梁。由于国外工程师对岩壁吊车梁设计理念的不认可，因此推广难度很大。

《地下厂房岩壁吊车梁设计规范》第1.0.2条款提出，“本规范适用于1、2、3级水电站地下厂房，围岩类别为I类、II类、III类地下厂房普通砂浆锚杆岩壁吊车梁设计，对于局部IV类或V类围岩，应采取必要的工程措施。”对于围岩类别为IV类及更差的地下厂房岩壁吊车梁设计，规范不完全适用。本发明拓宽了岩壁吊车梁的应用范围，提出了在IV类围岩的地下厂房采用岩壁吊车梁的解决方案。

发明内容

本发明提供一种可以广泛应用于软弱围岩条件下的地下洞室的岩壁吊车梁结构及设计、施工方法，既满足桥机荷载作用下岩壁吊车梁的稳定性要求，也保证岩壁吊车梁提前工期的优势。更重要的是本发明依据中国岩壁吊车梁设计规范，同时融合了国际设计理念，具有国际适用性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种软弱围岩地下洞室的岩壁吊车梁结构，包括设置在岩壁表面的岩梁基座，所述岩梁基座的岩面为斜坡面，其特征是，岩梁基座的岩面设置混凝土岩壁梁、上附壁墙和下附壁墙，所述上附壁墙、混凝土岩壁梁和下附壁墙自上而下与土岩壁梁的岩面紧密接触不预留结构缝且整体浇筑，混凝土岩壁梁设有插入岩壁内的两根普通受拉锚杆、一根第一高强预应力锚杆和受压普通锚杆，上附壁墙设有一根插入岩壁内的第二高强预应力锚杆，下附壁墙设有两根插入岩壁内的普通锚杆。

作为优选，所述受拉普通锚杆一端插入混凝土岩壁梁，另一端向上倾斜穿过岩梁基座插入岩壁内；第一高强预应力锚杆一端插入混凝土岩壁梁，另一端水平穿过岩梁基座插入岩壁内；所述受压普通锚杆一端插入混凝土岩壁梁，另一端向下倾斜穿过岩梁基座插入岩壁内。

作为优选，所述混凝土岩壁梁内预设有第一波纹管，所述第一波纹管水平贯穿混凝土岩壁梁，第一高强预应力锚杆一端插入所述第一波纹管内，另一端水平穿过岩梁基座插入岩壁内。

作为优选，所述上附壁墙内预设有第二波纹管，所述第二波纹管水平贯穿上附壁墙，第二高强预应力锚杆一端插入所述第二波纹管内，另一端水平穿过岩梁基座插入岩壁内。

作为优选，所述普通锚杆一端插入下附壁墙，另一端水平穿过岩梁基座插入岩壁内。

本发明同时提供一种软弱围岩地下洞室的岩壁吊车梁结构的施工方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：