[发明专利]一种高压力隧道卸压装置的安装方法

说明书

本发明公开了一种高压力隧道卸压装置的安装方法，在隧道开挖初次支护所喷护的混凝土喷层的基础上架设隧道卸压装置，卸压装置包括二级卸压锁脚锚杆、U型锁固托盘、卸压钢架和卸压接头；包括步骤：在混凝土喷层内侧布设一圈缓冲垫；利用拱架台车安装卸压钢架，在隧道左、右侧的拱脚部位分别打入两根二级卸压锁脚锚杆，并利用U型锁固托盘将二级卸压锁脚锚杆固定；重复以上步骤，布设下一榀卸压装置。本发明的高压力隧道卸压装置，在高应力环境下通过多级逐次变形释放压力进而达到预定设计的卸压工程效果，保障高应力围岩环境下隧道安全施工和稳定支护；本发明的安装方法，架设安装效率高，大大减轻了工人劳动强度。

技术领域

本发明涉及高应力隧道开挖围岩卸压支护技术领域，特别地，涉及一种高压力隧道卸压装置的安装方法。

背景技术

随着我国铁路、公路建设的不断推进，在地质环境恶劣、高地应力、软弱围岩地区建设长、大隧道已不可避免。在高地应力软弱围岩中修建隧道，往往出现围岩大变形问题。地质构造发育地区的深埋地层由于曾经受到强烈的地质构造和构造挤压作用，除完整性较差外，往往还累积了较大的能量。穿过此类地层的深埋隧道，施工过程中由于开挖卸荷，围岩累积的能量逐渐释放必然出现较大的围岩变形。大量地应力测试结果表明：埋深较大的隧道赋存地层中存在着以水平方向为主的残余构造应力，应力大小与围岩压力大小及分布、隧道变形特点密切相关。因此，对地质构造发育地区深埋隧道围岩大变形的特点及控制技术进行研究具有重要意义。研究表明：隧址区地质构造强烈，围岩破碎、软弱结构面发育且赋存较高的构造残余应力是围岩大变形的内因。隧道大变形的外因主要有隧道结构形状和施工工艺两方面。受当前工艺水平限制，部分支护措施的效果无法达到设计要求。特别是系统锚杆、锁脚锚杆的施作有一定滞后，加之围岩软弱、破碎，锚杆锚固力不足，导致钢拱架接头处变形加剧、下部钢拱架无法与之有效连接，接头处成为薄弱环节，严重削弱拱架的整体刚度。此外，初期支护封闭时间过长，也是影响变形的主要因素之一。

高地应力软岩隧道的支护结构要能够适应、协调围岩的大变形，释放围岩的压力，同时保障结构本身能够持续不断提供支护阻力而又不出现开裂、塌方现象。现阶段在隧道支护方面大多停留在锚杆支护与拱形钢架支护等，只能起到支护作用而无法应对高应力变形带来的安全隐患。国内外对于锚杆在层状围岩的支护作用、锚杆注浆材料、预应力锚杆作用机理进行了大量研究。但目前在我国高应力软岩隧道支护中仍大量采用普通砂浆锚杆或刚性金属支架，无法适应高应力软岩隧道的变形量大、变形速度高、变形持续时间长的特点。常常发生初期支护破坏严重，侵入建筑限界，造成拆换现象。因此需要研究一种既能强化隧道支护能力又能达到对高应力围岩进行卸压的卸压装置的安装方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压力隧道卸压装置的安装方法，以解决现有高压力隧道钢拱架支护强度低、卸压能力严重不足的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种高压力隧道卸压装置的安装方法，在隧道开挖初次支护所喷护的混凝土喷层的基础上架设卸压装置；所述卸压装置包括二级卸压锁脚锚杆、U型锁固托盘、卸压钢架和卸压接头，所述卸压钢架包括拱部卸压段、仰拱卸压段和两个边墙卸压段，所述拱部卸压段和仰拱卸压段均通过卸压接头与两个所述边墙卸压段分别相连；所述卸压钢架的两个边墙卸压段处各安装有两根二级卸压锁脚锚杆和一个U型锁固托盘，两根所述二级卸压锁脚锚杆分别位于沿所述隧道掘进方向上的边墙卸压段管壁的前后两侧且穿过混凝土喷层打入隧道岩体内，所述U型锁固托盘锁扣在边墙卸压段上且其两端分别与两根所述二级卸压锁脚锚杆的外杆端部相连；所述安装方法包括以下步骤：

步骤一、在隧道开挖初次支护所喷护的混凝土喷层内侧布设一圈缓冲垫；

步骤二、首先利用拱架台车机械臂在隧道顶部架设拱部卸压段，再由拱架台车左右两臂在隧道两侧通过卸压接头连接布设两个边墙卸压段，最后在隧道拱底铺设仰拱卸压段；即在隧道内壁布设一圈卸压钢架对围岩进行支护及卸压，且所述卸压钢架与所述缓冲垫对应设置；