[发明专利]一种穿越软弱破碎围岩的隧道支护体系及其施工方法

说明书

本发明公开了一种穿越软弱破碎围岩的隧道支护体系及其施工方法，该体系包括设置在隧道拱墙上的多个隧道支护结构；隧道支护结构包括钢拱架和多个可扩大式锚固装置；每榀钢拱架和设置在该榀钢拱架上的多个可扩大式锚固装置均布设在同一个隧道横断面上；该方法包括：一、上导洞开挖并支护；二、中导洞开挖并支护；三、下导洞开挖并支护。本发明多个隧道支护结构对开挖的隧道进行支护，防止隧道变形，提高隧道的整体稳定性；在可扩大式锚固装置的外端形成的锚固扩大端，通过可扩大式锚固装置与支撑隧道的钢拱架连接为一体，利用锚固扩大端在土体中加强可扩大式锚固装置外端的锚固力，进而加强对钢拱架的锚固，提高了隧道施工的安全性。

技术领域

本发明属于隧道工程施工技术领域，尤其是涉及一种穿越软弱破碎围岩的隧道支护体系及其施工方法。

背景技术

软弱破碎围岩由于裂隙发育，结构面相互交织，随机分布，没有明显的方向性，在一定程度上可以将其看做是各向均质连续体软弱破碎围岩整体抗压强度较低，洞室开挖后围岩稳定性差，极易失稳破坏。由于隧道开挖后，围岩不能自稳，所以在隧道开挖之前必须对隧道周边围岩进行预加固，以改善围岩的物理力学特性，提高围岩的稳定能力。目前进行隧道施工的过程中，在穿越软弱破碎围岩时，往往由于隧道锁脚锚管(杆)锚固力不足而导致隧道拱部拱架发生较大位移，从而引起隧道较大变形，给施工安全带来隐患。而现有的技术缺乏有效提高隧道施工中锚管的锚固效果，因此提供一种可扩大式锚固装置及方法对隧道的拱部进行加固。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种穿越软弱破碎围岩的隧道支护体系，通过多个所述隧道支护结构对开挖的隧道进行支护，对已开挖隧道进行支撑，防止隧道变形，提高隧道的整体稳定性；在所述可扩大式锚固装置的外端形成的锚固扩大端，通过所述可扩大式锚固装置与支撑隧道的钢拱架连接为一体，利用锚固扩大端在土体中加强所述可扩大式锚固装置外端的锚固力，进而加强对钢拱架的锚固，提高了隧道施工的安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种穿越软弱破碎围岩的隧道支护体系，其特征在于：包括设置在隧道拱墙上的多个隧道支护结构，多个所述隧道支护结构沿所述隧道的延伸方向由后向前均匀布设；所述隧道支护结构包括对隧道内壁进行支护的钢拱架和从内到外斜向设置在钢拱架上且沿所述钢拱架轮廓线布设的多个可扩大式锚固装置；每个所述可扩大式锚固装置的内端均固定在所述钢拱架上，每榀所述钢拱和设置在该榀所述钢拱架上的多个所述可扩大式锚固装置均布设在同一个隧道横断面上；

所述可扩大式锚固装置包括由内向外插入锚孔内的锚管和设置在所述锚管外端的可扩大式锚固机构，所述可扩大式锚固机构包括设置在所述锚管外端的连接管、设置在所述连接管外端的锚固扩大管和插装在所述锚固扩大管内用于使所述锚固扩大管外端张开的锚固堵头，所述锚固堵头内开设有与锚管连通的注浆通道，所述锚固堵头上设置有沿所述锚孔的深度方向由外向内转动且推动所述锚固堵头向内移动的传力杆；所述锚管、所述可扩大式锚固机构、所述传力杆和所述锚孔均同轴布设。

上述的一种穿越软弱破碎围岩的隧道支护体系，其特征在于：所述锚管为钢管，所述钢拱架为拱形钢拱架，所述锚管的内端焊接在所述钢拱架上。

上述的一种穿越软弱破碎围岩的隧道支护体系，其特征在于：所述锚固扩大管由一根钢管切割形成，所述钢管的管径由内向外逐渐减小，所述锚固扩大管的管段上开设有多条切割缝，多条所述切割缝沿锚固扩大管外端的周向方向均匀布设，所述切割缝为由所述钢管的外侧向内侧平直切割的缝隙。

上述的一种可扩大式锚固装置，其特征在于：所述锚固堵头包括伸入至所述连接管内的移动杆和设置在所述移动杆外端且与所述移动杆同轴布设的堵头；所述移动杆与所述传力杆插装连接；所述堵头卡装在所述移动杆的外端；所述注浆通道包括开设在所述移动杆内部的连通孔和开设在所述堵头上的注浆通孔组件，所述连通孔与所述移动杆同轴布设，所述连通孔、所述注浆通孔组件均与所述锚管连通。