[发明专利]一种穿越连续软弱破碎带隧道围岩预应力锚杆主动联合支护结构

说明书

本发明公开了一种穿越连续软弱破碎带隧道围岩预应力锚杆主动联合支护结构，属于隧道施工领域。所述穿越连续软弱破碎带隧道围岩预应力锚杆主动联合支护结构由格栅拱架及支撑钢板‑预应力锚杆一体化结构组成，所述支撑钢板‑预应力锚杆一体化结构由支撑钢板、螺纹锚杆、螺母组成，将所述螺纹锚杆布设在软弱破碎带两侧密实岩体中，将所述支撑钢板通过预留孔洞穿入所述螺纹锚杆，布设在软弱破碎带临空面下方，通过所述螺母施加预应力，沿隧道走向布设，一体化结构可以同时利用了锚固产生的被动支护力与施加主动支护力，二者同时作用，以防止拱顶至拱肩位置的软弱破碎带失稳崩塌，其施工工艺简单，操作快捷，可在短时间内完成对软弱破碎带加固工作。

技术领域

本发明涉及隧道工程领域，主要为支撑钢板-预应力锚杆一体化结构与隧道格栅拱架相结合的主动联合支护结构。

背景技术

随着国家战略性基础设施建设发展，中西部基础建设与日俱进，其中山岭隧道面临的问题日益明显，其中软弱夹层及软弱破碎带等不良地质环境会严重影响隧道工程的开展，增加设计难度与施工难度，威胁施工人员人身安全与

设备安全，延长工期，进而增加隧道工程的造价，成隧道施工亟需解决的难题，因此，探究适合穿越软弱破碎带隧道围岩的支护方式成为控制岩体工程稳定最为关键的问题之一。

针对穿越软弱破碎带隧道围岩，通常才用传统喷锚及管棚预支护的被动支护方式，其效果并不明显，往往随着时间的发展，软弱破碎带持续的变形，预支护加固质量不能得到保证，尤其在富水的软弱破碎带中，容易发生跑浆现象，同时也影响着施工进度及施工成本，因此在被动支护力的基础上采用主动支护方式，使得支护达到强度要求，同时又可保证技术的简便快捷，使隧道快速封闭成环成为穿越软弱破碎带隧道支护的最佳目的。

发明内容

本发明目的是针对现阶段支护手段在穿越连续分布软弱破碎带隧道围岩中，支护强度不足、加固质量不能保证、无法控制软弱破碎带持续变形的问题；设计一种穿越连续软弱破碎带隧道围岩预应力锚杆主动联合支护结构，可以在被动支护力的基础上，增加支护力，提高了支护强度的同时，降低了施工难度及成本。

为解决上述问题，本发明针对现有技术不足，采用以下技术方案：

提出一种穿越连续软弱破碎带隧道围岩预应力锚杆主动联合支护结构，包括多榀构成的格栅拱架-支撑钢板-预应力锚杆一体化结构，在利用锚杆、格栅拱架原有的被动支护力基础上，施加预应力，增加主动支护力，即可提高支护强度，同时，施工简单便捷，加快了隧道封闭成环进程，有效避免了隧道顶部连续分布的软弱破碎带失稳崩塌。

所述所述支撑钢板-预应力锚杆一体化结构由支撑钢板、螺纹锚杆、螺母组成。

隧道开挖后，需将所述支撑钢板范围内岩体破除，破除深度为钢板厚度，破除范围为钢板横截面面积，使钢板可以嵌入在岩体内部。

将所述螺纹锚杆布设在软弱破碎带两侧密实岩体中，将所述支撑钢板两端通过预留孔洞穿入所述螺纹锚杆，中间部分布设在软弱破碎带临空面下方，通过所述螺母施加预应力。

在所述支撑钢板正下方布设所述格栅钢架，并于所述支撑钢板焊接连接。

所述支撑钢板-预应力锚杆一体化结构，采用电子数显扭矩扳手控制所施加预应力值。

所述支撑钢板厚度、横截面面积、布设螺纹锚杆数量、预应力施加值、支护范围、支护范围断面一体化结构布设数量、格栅拱架间距需根据现场工程实际情况及室内实验确定。

施工步骤如下：1.隧道开挖；

2.破除支撑钢板所处位置岩体，使支撑钢板可以嵌入在岩体内部；

3.打设螺纹锚杆并注浆；

4.将支撑钢板穿入螺纹锚杆，利用螺母施加预应力；

5.在支撑钢板下方布设格栅钢架，并通过焊接连接，整体绕隧道内壁呈环状结构布设；

6.向联合支护结构喷射混凝土。