[发明专利]拱拱相交T型隧道交叉口无撑化初支开洞支护结构及方法

权利要求书

1.一种拱拱相交T型隧道交叉口无撑化初支开洞支护结构，包括主隧道以及与主隧道呈T型拱拱相交的附属通道，其特征在于，所述支护结构包括组合型钢环梁、超前管棚、钢筋板带以及中空锚杆；其中：

所述组合型钢环梁固定于T型隧道交叉口处主隧道初支结构内部，组合型钢环梁的形状与T型隧道拱拱相交处的交线相匹配，所述组合型钢环梁内部环向均匀设置若干预埋钢管；

所述超前管棚分别穿过所述预埋钢管，且管棚一端与预埋钢管焊接固定，另一端穿过拱拱相交三角形悬臂区域围岩，并置于前方附属通道未开挖土体中；

所述钢筋板带设置有多个，分别垂直固定于超前管棚的管壁上；

所述中空锚杆在环向上与超前管棚以间隔布置的方式打设，中空锚杆末端设置锚杆托盘，所述锚杆托盘以及中空锚杆可将钢筋板带以及超前管棚固定于拱拱相交三角形悬臂区域围岩基面上。

2.根据权利要求1所述的一种拱拱相交T型隧道交叉口无撑化初支开洞支护结构，其特征在于，位于拱拱相交三角形悬臂区域围岩上的由超前管棚、钢筋板带以及中空锚杆构成的支护结构表面设有厚度为300-350mm的喷射混凝土层。

3.根据权利要求1所述的一种拱拱相交T型隧道交叉口无撑化初支开洞支护结构，其特征在于，所述超前管棚穿过拱拱相交三角形悬臂区域围岩的长度不低于3m；所述超前管棚与附属通道未开挖土体相互搭接范围内设有附属通道钢架。

4.根据权利要求1所述的一种拱拱相交T型隧道交叉口无撑化初支开洞支护结构，其特征在于，所述钢筋板带由两根螺纹钢筋并列布置组成，所述两根螺纹钢筋分别设置于中空锚杆两侧，并焊接固定于超前管棚的管壁上。

5.根据权利要求1所述的一种拱拱相交T型隧道交叉口无撑化初支开洞支护结构，其特征在于，所述组合型钢环梁是由双拼布置的工字钢以及两个分别与工字钢相连接的缀板相互焊接形成的格构式结构。

6.根据权利要求1所述的一种拱拱相交T型隧道交叉口无撑化初支开洞支护结构，其特征在于，所述中空锚杆直径为25mm、呈1.2m×1.2m梅花状布置，锚杆托盘尺寸长为150mm、宽为150mm、厚为12mm，可将钢筋板带扣锁固定在超前管棚上。

7.一种基于权利要求1至6任一所述支护结构的拱拱相交T型隧道交叉口无撑化初支开洞施工方法，其特征在于，包括如下施工步骤：

S1，沿着先行主体隧道开挖至T型隧道交叉口位置并施作相应的初期支护结构；

S2，靠近后行附属通道开洞一侧，放线测量、定位先行主体隧道与后行附属通道拱拱相交的交线；

S3，以拱拱相交交线作为先行主体隧道上台阶开挖边线，继续向前开挖、施工支护并打设锁脚锚杆稳固拱脚；

S4，加工预制组合型钢环梁，形状与拱拱相交交线相适应，地面试拼满足拼装误差要求后方可用于现场施工；

S5，待掌子面开挖至T型交叉口前方1倍后行附属通道洞跨时，沿着上台阶开挖边线环向分块掏槽开挖与所述组合型钢环梁安装空间相适应的岩体，架设设置若干预埋钢管的组合形钢环梁，并将其与主体隧道初期支护格栅钢架焊接固定；

S6：继续向下开挖至后行附属通道上台阶底部标高，施作相应的初期支护结构；

S7：破除超前管棚打设点位初期支护并露出所述预埋钢管，清理内部填充异物并打设所述超前管棚，将所述超前管棚一端与所述组合型钢环梁焊接为整体，另一端穿过拱拱相交三角形悬臂区域围岩，并置于前方附属通道未开挖土体中；

S8：分块割除所述组合型钢环梁下部先行主体隧道初期支护，紧跟开挖后行附属通道上台阶；

S9：后行附属通道开挖进尺控制为0.5m，随着开挖施作钢筋板带、中空锚杆、中空托盘，并施作喷射混凝土层及时封闭拱拱相交三角形悬臂区域围岩；

S10：继续向前开挖后行附属通道，要求后行附属通道正洞与所述超前管棚相互搭接长度范围内必须架设附属通道钢架，以便形成所述超前管棚的结构性承压支座；

S11：至此，整个拱拱相交T型隧道交叉口无撑化初支开洞施工全部完成。