[发明专利]一种隧道软岩大变形支护加固装置及方法

说明书

一种隧道软岩大变形支护加固装置及方法，属于隧道施工技术领域。本发明中隧道软岩大变形支护加固装置包括四个部分：拱架横向连接装置(1)、拱脚锚固装置(2)、钢拱架(3)、监测控制器(4)；施工过程包含：双侧导坑开挖、拱脚锚固装置(2)的安装、钢拱架(3)的安装与加固以及其他后续工作。钢拱架(3)分段安装，隧道内对应的两侧A区土体先后分步开挖后安装边墙钢拱架(3.1)；顶部B区开挖完毕后安装拱顶钢拱架(3.3)，底部和中部对应的C区开挖完毕后安装仰拱钢拱架(3.2)，所有连接均采用焊接。

技术领域

本发明涉及一种隧道软岩大变形支护加固装置及方法，适用于软弱围岩区公路隧道，铁路隧道以及其他隧道的施工，属于隧道施工技术领域。

背景技术

软弱围岩是岩质软弱，承载力低，岩体风化严重以及挤压破碎的围岩。软弱围岩具有强度低、稳定性差、变形连续时间长、自稳时间短、易坍塌的特点。

公路隧道，铁路隧道经常修建在山区地带，隧道穿越山区地带的岩体状况难以确定，当遇到软弱围岩时隧道施工中机械开挖或爆破对岩体稍有扰动就有可能面临塌方的危险。在软弱围岩区隧道施工中会遇到大变形、崩塌的现象，引起隧道的初支结构发生大变形甚至破坏。

软弱围岩遇水易软化，而且土体自身较为密实，采用注浆加固的方式加固软弱围岩施工难度较大，工程成本较高，注浆加固围岩的施工方式不适用于软弱围岩的加固开挖。

软弱围岩区的隧道开挖拱架支护后会产生沉降和收敛等较大的变形，其主要原因是拱脚处缺乏足够强度或拱架刚度不足，因此对拱脚处进行锚固处理或加强拱架的整体刚度，是减少隧道大变形问题的有效途径。

发明内容

本发明涉及一种隧道软岩大变形支护加固装置及方法。本方法的优点在于施工过程简便快捷，能够有效的支撑隧道周围软弱岩体，同时对隧道围岩稳定性支撑实时动态监测，及时发现不稳定区域，保证隧道开挖过程中的人员安全。

本发明中隧道软岩大变形支护加固装置包括四个部分：拱架横向连接装置(1)、拱脚锚固装置(2)、钢拱架(3)、监测控制器(4)；

钢拱架(3)分为边墙钢拱架(3.1)、仰拱钢拱架(3.2)、拱顶钢拱架(3.3)、拱腰钢拱架(3.4)；隧道底部采用多个仰拱钢拱架(3.2)沿隧道轴线方向排列支护加固，隧道两侧下部分别采用多个边墙钢拱架(3.1)沿隧道轴线方向排列支护加固，隧道两侧上部分别采用多个拱腰钢拱架(3.4)沿隧道轴线方向排列支护加固；隧道顶部采用多个拱顶钢拱架(3.3)沿隧道轴线方向排列支护加固；

边墙钢拱架(3.1)排列、仰拱钢拱架(3.2)排列、拱顶钢拱架(3.3)排列、拱腰钢拱架(3.4)排列均分别采用拱架横向连接装置(1)进行固定连接；即钢拱架(3)中的边墙钢拱架(3.1)、仰拱钢拱架(3.2)、拱顶钢拱架(3.3)、拱腰钢拱架(3.4)均采用沿隧道轴线方向平行排列，排列成一排的边墙钢拱架(3.1)、仰拱钢拱架(3.2)、拱顶钢拱架(3.3)或拱腰钢拱架(3.4)均采用拱架横向连接装置(1)固定连接；

沿隧道的环向，边墙钢拱架(3.1)与拱腰钢拱架(3.4)之间端部采用焊接的方式连接，拱顶钢拱架(3.3)排列与拱腰钢拱架(3.4)之间端部采用焊接的方式连接；边墙钢拱架(3.1)与仰拱钢拱架(3.2)采用拱脚锚固装置(2)固定连接；