[实用新型]浅埋湿陷性黄土隧道支护结构

说明书

本实用新型公开了一种浅埋湿陷性黄土隧道支护结构，属于隧道支护技术领域，解决了现有支护结构不适用于浅埋湿陷性黄土隧道的问题。本实用新型包括衬砌，还包括框架和锚杆机构，框架包括多个横梁、承载桩和连系梁，多个横梁沿隧道轴向排布，横梁两端分别设有承载桩，承载桩沿隧道轴向两侧从地表竖直打入土体内，承载桩桩顶设有沿隧道轴向的连系梁，锚杆机构与横梁一一对应，锚杆机构包括多个顶部锚杆和多个侧部锚杆，顶部锚杆下端连接在衬砌顶部、上端与相对应的横梁相连，侧部锚杆一端连接在衬砌两侧、另一端延伸入土体。本实用新型在传统的喷锚支护体系中结合了框架体系，使隧道洞壁顶部的荷载由框架承受，有效解决浅埋湿陷性黄土变形失稳问题。

技术领域

本实用新型属于隧道支护技术领域，具体涉及一种浅埋湿陷性黄土隧道支护结构。

背景技术

随着我国科学技术的进步和城市现代化的进程，越来越多人涌入城市生活发展，这就要求我国的交通网要越来越发达，才能够满足我国城市化的要求，往地下空间开发将是我国城市发展的重点。穿梭于城市间的轨道交通也是我国交通网中的重要组成部分，而我国是多山的国家，势必要求发展穿山凿洞工程。在我国一些黄土分布地区城市中，要想修建穿山隧道和地下地铁工程成为一大难题。黄土是原生黄土地层再受风力以外的营力搬运，主要是洪积、坡积、冲积成因，堆积在洪积扇前沿，低阶地与冲积平原上，有层理，很少夹古土壤，垂直节理不发育，不易形成陡壁，以粉土为主的一种土。黄土湿陷性表现在未受水浸湿时，压缩性较小，一般强度较高。当在一定压力下受水浸湿，土结构瞬间粘结破坏，强度降低。

在实际工程中，湿陷性黄土会极大的阻碍工程施工，且运营期间也容易出现塌方等工程问题。浅埋隧道易坍塌，往往是由于应力集中导致初期结构破坏。就目前的施工技术经验，盾构法施工适用于深埋隧道，在浅埋隧道使用实属浪费。而新奥法施工的喷锚支护方式，必然带水，而水与湿陷性黄土粘结变形破坏其力学性质，使得土体不稳定。这两种施工经验并不适用于浅埋湿陷性黄土隧道的技术施工要求。故而，对浅埋湿陷性黄土隧道开挖中，研究如何保证隧道顶部湿陷性黄土稳定性和黄土能处于无水环境有着重要的意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种浅埋湿陷性黄土隧道支护结构，以解决现有支护结构不适用于浅埋湿陷性黄土隧道的技术施工要求的问题。

本实用新型的技术方案是：一种浅埋湿陷性黄土隧道支护结构，包括衬砌，还包括框架和锚杆机构，框架包括多个横梁、承载桩和连系梁，多个横梁沿隧道轴向排布，横梁两端分别设有承载桩，承载桩沿隧道轴向两侧从地表竖直打入土体内，承载桩桩顶设有沿隧道轴向的连系梁，锚杆机构设有多组，锚杆机构与横梁一一对应，每组锚杆机构包括多个顶部锚杆和多个侧部锚杆，顶部锚杆下端连接在衬砌顶部，顶部锚杆上端与相对应的横梁相连，侧部锚杆一端连接在衬砌两侧，侧部锚杆另一端延伸入土体。

作为本实用新型的进一步改进，横梁和连系梁紧贴地表面。

作为本实用新型的进一步改进，衬砌由多个钢片相互连接组成，钢片与隧道围岩曲面弧相同，可以分片组装紧贴围岩壁。

作为本实用新型的进一步改进，还包括高聚物，述钢片表面均布有多个孔洞，高聚物通过孔洞注入衬砌内部，高聚物通过自身膨胀紧贴于隧道洞壁的围岩。

作为本实用新型的进一步改进，顶部锚杆和侧部锚杆结构相同，均采用预应力螺旋锚杆，其包括锚杆钢管，锚杆钢管两端分别设有螺纹管。

作为本实用新型的进一步改进，还包括螺旋片，螺旋片呈螺旋状分布在锚杆钢管外表面，螺旋片表面涂布有沥青。

作为本实用新型的进一步改进，锚杆钢管内部设有多根钢绞线，多根钢绞线等间距环形分布，钢绞线两端分别锚固于锚杆钢管两端的螺纹管处。

作为本实用新型的进一步改进，横梁上均布有多个螺纹孔，每个钢片两侧贯通设有预留孔；顶部锚杆上端的螺纹管与螺纹孔螺纹连接并通过螺母固定，顶部锚杆下端的螺纹管插入钢片的预留孔中，并通过螺母固定。