[发明专利]一种特软岩层隧道间隔二次拱架长锚索锁脚复合施工方法

说明书

本发明公开一种特软岩层隧道间隔二次拱架长锚索锁脚复合施工方法，涉及隧道施工防护技术领域，该方法包括：三台阶法施工，开挖预留沉降变形量500mm，中、下台阶开挖前，两侧边界均插设超前小导管并注浆；开挖完成后施加临时仰拱初支；每隔6.0m设置一个格栅拱架，在隧道两侧使用锚索机打完孔后，安装锚索并预留600mm；采用硫铝酸盐水泥注浆，凝固2小时后，施加预应力3～5吨，用三副锚索卡具将相邻两根锚索锁住，再用混凝土喷顺；采用双层钢筋混凝土结构施加二次衬砌，完成施工。本发明在第一次初期支护的基础上，通过采取间隔二次拱架和长锚索锁脚的复合式方法，避免初支大变形导致侵限，甚至出现塌方事故，控制安全风险。

技术领域

本发明涉及隧道施工防护技术领域，特别是涉及一种特软岩层隧道间隔二次拱架长锚索锁脚复合施工方法。

背景技术

某高速铁路双线隧道，地处荆山山脉，属构造剥蚀低山地貌区。隧道洞身通过地层为新滩组(S1x)砂质页岩。隧址区位于扬子准地台一级构造单元北缘，上扬子陆块褶皱带之神农架-荆门台坪褶皱带内。据地方县志记载，域内多次发生4.8级左右地震，人们感到地动山摇，房屋欲倒，惊慌外逃，区内个别房屋倒塌，山石崩落，一、二类房屋墙裂缝，普遍掉瓦、滑瓦。地下水主要类型有第四系孔隙潜水、基岩裂隙水。大气降水及地表水是区内地下水的主要补给来源。

隧道分进口、横洞、出口三个工区四个作业面组织施工，开挖断面约150m2，横洞大里程掌子面施工至D1K472+390时，围岩埋深在95m，开挖后揭示岩性为青灰色薄层状砂质页岩，岩层湿润，开挖后风化现象严重，节理裂隙发育，褶皱发育，岩质较软，拱部及右侧边墙有方解石脉填充，岩石强度较低，揉搓后易碎；受田家沟断层及顺层偏压影响，岩体挤压破碎严重，岩层呈薄层小碎块状，掌子面湿润，围岩自稳能力较差。

现有方案采用三台阶法+临时仰拱，二次衬砌采用双层钢筋混凝土结构，再预留变形量800～1100mm，均出现挤压大变形，尤其是线路左侧、顶部初支侵限，导致多次塌方，多次返工换拱，施工速度缓慢，施工成本骤增，塌方事故安全风险极高，造成业主对施工单位安全质量信用评价扣分，大大影响了企业的外部形象。

发明内容

本发明的目的是提供一种特软岩层隧道间隔二次拱架长锚索锁脚复合施工方法，以解决上述现有技术存在的问题，在第一次初期支护的基础上，通过采取间隔二次拱架和长锚索锁脚的复合式方法，避免初支大变形导致侵限，甚至出现塌方事故，控制安全风险。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种特软岩层隧道间隔二次拱架长锚索锁脚复合施工方法，包括如下步骤：

步骤一；采用三台阶法施工，开挖预留沉降变形量500mm，中、下台阶开挖前，两侧边界均插设超前小导管，采用硫铝酸盐水泥进行注浆；开挖完成后施加临时仰拱初支，临时仰拱采用拱架加超前小导管初支结构，拱脚采用φ42锁脚锚管加固；

步骤二；三个台阶开挖初支完成后，每隔6.0m设置一个格栅拱架，在隧道两侧，各使用两对规格直径Φ18mm×长20m钢铰线锚索，在锚索上每隔2.0m捆绑一段直径Φ20mm×长25mm螺纹钢筋；

步骤三；待使用锚索机打完孔后，安装锚索，并预留600mm；采用快硬微膨胀的硫铝酸盐水泥进行注浆，凝固2小时后，锚索互相环抱立好的格栅拱架，施加预应力3～5吨，用三副锚索卡具将相邻两根锚索锁住，再用混凝土喷顺；

步骤四；采用双层钢筋混凝土结构施加二次衬砌，完成施工。

可选的，超前小导管长4.0m，纵向间距3.6m，每环根数50根，环向间距0.4m。