[发明专利]一种巨跨隧道洞口内外交互式支护结构及支护方法

权利要求书

1.一种巨跨隧道洞口内外交互式支护结构，其特征在于，包括施工隧道以及位于隧道洞口上方的岩体边仰坡，所述岩体边仰坡上设置有多级仰坡，分别为：上层仰坡与下层仰坡，相邻的仰坡之间连接设置仰坡平台，其中：上层仰坡中的各级仰坡面上设置锚喷支护；下层仰坡中的各级仰坡面上设置向岩体内部打设的水平锚索支护；所述下层仰坡中的各级仰坡平台上设有对拉锚索地梁以及贯穿隧道拱顶的对拉锚索支护，所述施工隧道拱顶结构上设有系统锚索支护和系统锚杆支护。

2.根据权利要求1所述的巨跨隧道洞口内外交互式支护结构，其特征在于，所述施工隧道跨度为30-100m，适用于II-IV级硬岩地层；所述的岩体边仰坡总体高度范围为50-200m；所述下层仰坡中的仰坡数量大于等于2，所述多级仰坡中各级仰坡坡率由上至下逐渐减小，各级仰坡的仰坡高度为5-20m，各级仰坡平台的宽度为2-5m。

3.根据权利要求2所述的巨跨隧道洞口内外交互式支护结构，其特征在于，所述支护结构还包括3-5m的隧道延伸段，所述隧道延伸段上方设置预留仰坡平台。

4.根据权利要求2或3所述的巨跨隧道洞口内外交互式支护结构，其特征在于，所述下层仰坡中各级仰坡面以排列方式布置2-4排的水平锚索支护，锚索的倾斜角度为0-15°，锚索的长度为15-40m，锚索的横向、竖向间距为3-8m，预加力为500kN-2000KN；所述下层仰坡中，在各级仰坡平台上以排列的方式布置1-2排的对拉锚索支护，所述对拉锚索支护之间环向间距为3-8m，纵向间距为3-8m，预加力为1000kN-2500kN。

5.根据权利要求4所述的巨跨隧道洞口内外交互式支护结构，其特征在于，所述上层仰坡中各级仰坡面上采用梅花形的布置方式设置锚喷支护；其中，所述锚喷支护中的锚杆长度为3-10m，横向、纵向间距为1-3m。

6.根据权利要求5所述的巨跨隧道洞口内外交互式支护结构，其特征在于，所述系统锚索支护中的锚索长度为15-35m，环向、纵向间距为3-8m，预加力为1000kN-2500kN；所述系统锚杆支护中的锚杆长度为3-10m，环向、纵向间距为1-3m。

7.一种巨跨隧道洞口内外交互式开挖及支护方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，根据现场地形、地质，由上至下开挖上层仰坡及下层仰坡，并爆破各级仰坡面至设计标高，爆破各级仰坡平台至设计标宽；

S2，在上层仰坡开挖过程中，对各级仰坡面进行锚喷支护；

S3，开挖至隧道洞口上方的下层仰坡时，在下层仰坡的各级仰坡面上打设水平锚索支护，并在相应的各级仰坡平台上设置对拉锚索地梁；

S4，在隧道洞口开辟工作面向洞内推进，通过“分部开挖法”，开挖上层导洞，并预留1-3级中岩柱作为洞口临时支撑结构；

S5，在隧道另一侧同步开辟洞内工作面向洞外开挖，结合巨跨隧道施工步序，各部位依次开挖，并及时在隧道拱顶打设系统锚索支护以及系统锚杆支护，当隧道开挖至下层仰坡的正下方时，在设置于下层仰坡各级仰坡平台上的对拉锚索地梁上打设贯穿隧道拱顶的对拉锚索支护；

S6，待洞口围岩稳定后，拆除预留的1-3级中岩柱；

S7，开挖至隧道全部贯通。

8.根据权利要求7所述的巨跨隧道洞口内外交互式开挖及支护方法，其特征在于，所述步骤S4中：将隧道在原设定长度的基础上，向洞外延伸3-5m，隧道洞口工作面设置于隧道延伸段的洞口处，所述隧道延伸段上设置预留仰坡平台。

9.根据权利要求8所述的巨跨隧道洞口内外交互式开挖及支护方法，其特征在于，步骤S4中，所述隧道洞口工作面的开挖断面包括两个边导洞，设置于两个边导洞之间的底部预留核心岩土，设置于底部预留核心岩土上的三个预留中岩柱，形成于三个预留中岩柱之间的两个中间导洞。

10.根据权利要求9所述的巨跨隧道洞口内外交互式开挖及支护方法，其特征在于，步骤S4中，所述分部开挖的顺序依次为：两个中间导洞、两个边导洞、左侧中沿住、右侧中岩柱、中间中岩柱、底部预留核心岩土。