[发明专利]一种软弱围岩隧道双层初期支护结构及其施工方法

权利要求书

1.一种软弱围岩隧道双层初期支护结构，其特征在于，包括单层钢筋网片(1)，所述单层钢筋网片(1)的外侧弧面上开设有锚孔(2)，所述锚孔(2)内穿插有锚杆(3)，所述锚杆(3)远离单层钢筋网片(1)的一端固定连接有尖锥体(4)，所述锚杆(3)的端部开设有连接孔(5)，并且尖锥体(4)端面对应连接孔(5)的位置卡接有轴承(6)，所述轴承(6)内套接有转轴(7)，所述转轴(7)的端部固定连接有螺纹杆(8)，所述螺纹杆(8)的表面螺纹连接有螺纹筒(9)，所述螺纹筒(9)的表面固定连接有固定座(10)，所述固定座(10)的表面通过销轴(11)与翅片(12)的一端铰接，所述翅片(12)的另一端穿过锚杆(3)表面所开设的限位孔(14)并延伸至锚杆(3)的外侧，所述单层钢筋网片(1)的内侧弧面上通过射钉固定连接有外层间断式拱形架(17)，所述外层间断式拱形架(17)的内侧弧面上固定连接有缓冲装置(18)，所述缓冲装置(18)远离外层间断式拱形架(17)的一端与超前柔性网构防护罩(19)的外侧弧面固定连接，所述超前柔性网构防护罩(19)的内侧设置有双层钢筋网片(21)，并且双层钢筋网片(21)与超前柔性网构防护罩(19)之间所围成的夹层内设置有缓冲气垫层(20)，所述双层钢筋网片(21)的内侧弧面上通过射钉固定连接有钢拱架(23)，所述钢拱架(23)的内侧弧面上喷射有喷射混凝土层(24)；

所述外层间断式拱形架(17)、超前柔性网构防护罩(19)以及缓冲装置(18)之间围成空腔式柔性材料层(22)，所述柔性材料层(22)内填充有高分子弹性材料；

所述单层钢筋网片(1)与柔弱围岩之间设置有管棚层(16)；

所述缓冲装置(18)包括伸缩筒(181)，所述伸缩筒(181)的一端固定连接在超前柔性网构防护罩(19)的外侧弧面上，所述伸缩筒(181)内套接有伸缩杆(182)，所述伸缩杆(182)的一端与外层间断式拱形架(17)的内侧弧面固定连接，所述伸缩杆(182)的另一端固定连接有第一磁板(183)，并且伸缩筒(181)内端面对应第一磁板(183)的位置固定连接有第二磁板(184)，所述第一磁板(183)与第二磁板(184)相对面的磁极相反。

2.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道双层初期支护结构，其特征在于，所述螺纹杆(8)远离转轴(7)的一端固定连接有插接柄(15)，所述插接柄(15)俯视的截面形状为正多边形结构。

3.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道双层初期支护结构，其特征在于，所述螺纹筒(9)的表面与弹簧(13)的一端固定连接，所述弹簧(13)的另一端与翅片(12)相近的一面固定连接，所述弹簧(13)为高强弹簧(13)。

4.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道双层初期支护结构，其特征在于，所述单层钢筋网片(1)与锚杆(3)之间为焊接关系，所述锚孔(2)的内径尺寸与锚杆(3)的外径尺寸相适配。

5.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道双层初期支护结构，其特征在于，所述缓冲气垫层(20)内部的气压为0.12-0.45MP，所述超前柔性网构防护罩(19)的厚度为38-45㎝。

6.根据权利要求1所述的一种软弱围岩隧道双层初期支护结构的施工方法，其特征在于，包括以下操作流程：

步骤S1：开挖围岩，排除松动岩块后，进行平滑处理，使隧道面的平整度需满足要求，D/L≤1/20，D为相邻两凸面间凹进去的深度，L为相邻两凸面间的最短距离，不满足平整度要求的部位用1:2.5的水泥砂浆进行找平；

步骤S2：完成对隧道面的维护后，先用锚杆(3)将单层钢筋网片(1)沿围岩表面固定，然后，使用与插接柄(15)相适配型号的套筒套接在插接柄(15)的表面，接着拨动套筒上的扳手进行旋转动作，便可带动螺纹杆(8)在螺纹筒(9)的内表面进行旋转动作，受螺纹筒(9)内螺纹以及螺纹杆(8)外螺纹之间咬合力的作用下，螺纹筒(9)在螺纹杆(8)的表面下行，因而便可带动翅片(12)在限位孔(14)内下行，由于翅片(12)的端面以及限位孔(14)内侧的端面均为弧形结构，受向下作用力效果下翅片(12)由限位孔(14)内移出，且受限位孔(14)内侧壁边沿处的阻挡效果下张开，从而便可将增加锚杆(3)的受力面，更适用于软弱围岩这样的地质环境中进行锚固；

步骤S3：完成锚固后，施工人员需适用射钉枪配合射钉将外层间断式拱形架(17)以及外层间断式拱形架(17)上通过缓冲装置(18)连接为一体的超前柔性网构防护罩(19)固定连接在单层钢筋网片(1)的内侧弧面上，并向外层间断式拱形架(17)、超前柔性网构防护罩(19)以及缓冲装置(18)之间围成空腔式柔性材料层(22)内填充高分子弹性材料；

步骤S4：在缓冲气垫层(20)的边缘处缝接若干边缘带，并使用螺丝螺将部分以及剩余部分边缘带固定安装在超前柔性网构防护罩(19)以及双层钢筋网片(21)上，接着使用螺栓完成钢拱架(23)的固定，最后进行喷射喷射混凝土层(24)。