[发明专利]一种锚索对拉型支护结构体系及施工方法

说明书

本发明涉及隧道支护体系，具体涉及一种穿越巨型溶洞的隧道的锚索对拉型支护结构体系及施工方法。该支护结构体系包括竖向导洞、隧道正洞、第一对拉锚索和第二对拉锚索；竖向导洞设置于隧道正洞上方的岩体中，且与隧道正洞平行设置；第一对拉锚索自上而下地设置，上端固定于地表，下端固定于竖向导洞；第二对拉锚索自上而下地设置，上端固定于竖向导洞上，下端固定于隧道正洞上。施工方法用于施工该支护结构体系。本发明提供的支护结构体系及施工方法能有效控制隧道结构整体沉降、保证运营安全，为隧道穿越巨型溶洞大厅提供新的思路和新的方法。

技术领域

本发明涉及一种隧道支护体系，具体涉及一种穿越巨型溶洞的隧道的锚索对拉型支护结构体系及施工方法。

背景技术

进入二十一世纪来，我国铁路建设高速发展，时速200km以上高标准双线铁路修建越来越多，在西部地区，线路展线受曲线半径大、地形地质条件复杂等多种因素的制约，隧道规模越来越大。特别在西南山区，岩溶发育，长大岩溶隧道也越来越多，隧道施工中不可避免要遇到各种岩溶形态。

一般情况下，铁路穿越中小型溶洞时，常常利用回填、跨越、支顶等方案，但对于巨型溶洞，尤其是空腔大、地下暗河发育、高度达上百米的巨型溶洞，单纯利用上述方案均不能有效确保施工及运营安全。当溶洞深度太大，沿线路方向长度太长时，采用回填方案时，回填量过于庞大并且不能有效控制基础沉降，无法保证隧道结构在施工及运营过程中的安全稳定；利用跨越方案时以高墩大跨结构最为常见，施工难度大，且需分别设置承担列车荷载和衬砌结构的桥跨结构，工程造价高昂。

因此，对于采用跨越方案穿越巨型溶洞大厅的大断面隧道，提出一种能有效控制隧道结构整体沉降、保证运营安全，，改善隧道衬砌结构的受力特点的结构体系是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种锚索对拉型支护结构体系及施工方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种锚索对拉型支护结构体系，包括竖向导洞、隧道正洞、第一对拉锚索和第二对拉锚索；所述竖向导洞设置于所述隧道正洞上方的岩体中，且与所述隧道正洞平行设置；所述第一对拉锚索自上而下地设置，上端固定于地表，下端固定于所述竖向导洞；所述第二对拉锚索自上而下地设置，上端固定于所述竖向导洞上，下端固定于所述隧道正洞内的正洞二次衬砌结构上。

本发明提供的锚索对拉型支护结构体系中，围岩压力和隧道结构荷载可由竖向导洞和对拉型锚索传递至上部岩体，改善隧道衬砌结构受力特征的目的，能够有效地解决隧道穿越巨型溶洞大厅时隧道结构下方发生不均匀沉降变形等问题，提高结构自身稳定性。在巨型溶洞中应用时，可大幅减少填方量及隧道基础处理措施，能够有效降低工程造价，为隧道穿越巨型溶洞大厅提供新的思路和新的方法，具有较高的社会经济效益和深远的应用前景。

作为本发明的优选方案，所述第一对拉锚索的下端固定于所述竖向导洞内的导洞二次衬砌结构上；第二对拉锚索的下端固定于隧道正洞内的正洞二次衬砌结构上。

作为本发明的优选方案，所述竖向导洞中设有导洞底板和导洞地梁，所述导洞地梁设置于所述导洞底板上；所述第二对拉锚索的上端固定于所述导洞地梁上。

作为本发明的优选方案，锚索对拉型支护结构体系包括至少两个自上而下分布的竖向导洞，其中一个所述竖向导洞通过第一对拉锚索锚固于地表，另一个所述竖向导洞通过第二对拉锚索与所述隧道正洞相连，相邻两个所述竖向导洞之间通过第三对拉锚索相连。通过这种结构，可以根据实际情况决定竖向导洞的数量。

作为本发明的优选方案，锚索对拉型支护结构体系还包括竖井和横通道，所述竖井上端连通至地表，下端与所述横通道连通，所述横通道与所述竖向导洞连通。

作为本发明的优选方案，所述隧道正洞穿越溶洞大厅，所述溶洞大厅的上部围岩中设有锚网喷支护结构。锚网喷支护能较好地加固隧道正洞上方围岩。