[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

说明书

本发明公开了一种软弱围岩隧道双层初期支护结构及其施工方法，属于隧道施工技术领域，包括单层钢筋网片，所述单层钢筋网片的外侧弧面上开设有锚孔，所述锚孔内穿插有锚杆。本发明中，通过设计的锚杆、连接孔、轴承、转轴、螺纹杆、螺纹筒、翅片、销轴、限位孔、外层间断式拱形架、缓冲装置、超前柔性网构防护罩以及缓冲气垫层等结构的互相配合下，通过改变翅片与锚杆之间的位置关系，可有效增加锚杆的受力面积，因而便可有效提高锚杆对整体结构的锚固效果，同时所采用的柔性连接关系，可有效削弱变形时间长，变形量大、变形速度快、持续时间很长，围岩大面积挤出侵入限界，支护开裂或破损很严重等问题发生的程度。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，尤其涉及一种软弱围岩隧道双层初期支护结构及其施工方法。

背景技术

着我国大规模、现代化、高标准的城市道路与交通运输工程建设，隧道工程的数量和建设规模不断扩大，不可避免地会遇到软弱围岩地层。软弱围岩对其描述性定义为结构松散、胶结程度差、破碎、膨胀、风化、强度低、孔隙大、受结构面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的岩体；其指标化定义为单轴抗压强度在0.5～25MPa且σc/(γH)＜2的岩层，其中σc为单轴饱和抗压强度，γ为岩石重度，H为岩体埋置深度。软弱围岩的特点是自稳能力差，强度低。在这一类岩层中开挖的隧道，我们称为软弱围岩隧道。

为此，隧道建设者们在长期的理论研究和工程实践中总结出了一些预防和处治软弱围岩隧道过大变形的工程措施，取得了一些显著的成绩。如中国专利网公开的“一种软弱岩质区域隧道的支护结构”(专利号：CN208966352U)，该专利解决的技术问题是传统的软弱围岩隧道初期支护结构一般采用单层格栅钢架锚喷或工字钢锚喷，但是，在高地应力的作用下，软岩变形具有前期变形大、变形速率快、变形持续时间长、变形量大等特点，现有通用的单层格栅钢架锚喷或工字钢锚喷支护结构往往难以抵抗，随着开挖断面的增大，其施工风险急剧增加，而且后期衬砌质量难以保障，且该专利通过设计的钢筋网片一、锚杆托板、初期喷射混凝土、管棚层以及钢拱架等结构已解决此技术问题，但是，该专利仍存有一些不足之处，由于软弱围岩的内部地质结构较为松软，而使用的锚杆其结构较为简单，很难对钢筋网片一起到较为稳定的固定效果，钢筋网片一的稳定性较差，且由于软弱围岩的蠕变特性，极易出现初期支护变形时间长，变形量大、变形速度快、持续时间很长，围岩大面积挤出侵入限界，支护开裂或破损很严重，在这一阶段阻止围岩进一步变形收敛必然要求初期支护结构具有大刚度和高强度，导致支护结构的造价太高，所以要有强柔性来适应这种变形收敛，因此，现阶段亟需一种软弱围岩隧道双层初期支护结构及其施工方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决由于软弱围岩的内部地质结构较为松软，而使用的锚杆其结构较为简单，很难对钢筋网片一起到较为稳定的固定效果，钢筋网片一的稳定性较差，且由于软弱围岩的蠕变特性，极易出现初期支护变形时间长，变形量大、变形速度快、持续时间很长，围岩大面积挤出侵入限界，支护开裂或破损很严重，在这一阶段阻止围岩进一步变形收敛必然要求初期支护结构具有大刚度和高强度，导致支护结构的造价太高，所以要有强柔性来适应这种变形收敛的问题，而提出的一种软弱围岩隧道双层初期支护结构及其施工方法。