[发明专利]一种软岩隧道韧性支护结构

说明书

本发明属于隧道工程技术领域，公开了一种软岩隧道韧性支护结构，按照从外到内的顺序，包括韧性层、初期支护层、柔性层和二次衬砌层，韧性层采用水泥基复合材料，柔性层设于初期支护层和二次衬砌层之间，采用低密度聚氨酯高聚物。本发明通过在初期支护层的内外两侧分别设置柔性层和韧性层，能够减少高地应力围岩发生的变形，同时也会充分吸收围岩变形的形变能，进一步允许释放高地应力。与现有技术相比，本发明的结构简单，轮廓大小与形状均与软岩隧道普通段一致，因此施工成本低，且施工效率高。

技术领域

本发明涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种软岩隧道韧性支护结构。

背景技术

随着我国国民经济和基础设施建设的快速发展，我国隧道建设越来越向着长、大、深的趋势发展，尤其是在埋深越大的情况下，隧道围岩的初始地应力就会越高，这就会产生“高地应力”的问题。在高地应力环境下，软岩隧道开挖卸荷后围岩变形量大，支护结构受力持续增加，位移变形明显，隧道极易出现大变形灾害。

现有技术中针对软岩隧道的支护结构，能够减少围岩发生大变形，但是支护结构体系单一，在高地应力软岩隧道存在长期蠕变变形问题时，存在应对高地应力的支护不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软岩隧道韧性支护结构，以解决软岩隧道的支护结构对高地应力软岩隧道蠕变变形的支护不足问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种软岩隧道韧性支护结构，按照从外到内的顺序，包括韧性层、初期支护层、柔性层和二次衬砌层，所述韧性层采用水泥基复合材料，所述柔性层设于所述初期支护层和所述二次衬砌层之间，采用低密度聚氨酯高聚物。

可选的，所述软岩隧道韧性支护结构还包括加固圈层，所述加固圈层采用向开挖土体中注高渗性聚氨酯高聚物的方式得到，所述韧性层喷射在所述加固圈层内侧。

可选的，所述加固圈层的制备过程为：在节理裂隙处采用高渗性聚氨酯高聚物进行预注浆加固，开挖完成后采用钢花管和中空注浆锚杆进行注浆加固。

可选的，所述柔性层的制备过程为：先在所述初期支护层的内侧刷涂一层粘结层，然后在所述粘结层上均匀喷涂低密度聚氨酯高聚物。

可选的，所述水泥基复合材料为钢纤维增强材料，包含体积百分比为 0.5-2％的钢纤维。

可选的，所述钢纤维的长径比为30-80。

可选的，所述柔性层所采用的低密度聚氨酯高聚物为密度为 0.2-0.3g/cm³。

可选的，所述低密度聚氨酯高聚物为双组分，喷涂在所述初期支护层的内侧壁。

可选的，所述软岩隧道韧性支护结构还包括防水层，所述防水层为在所述柔性层的内侧壁铺设防水板得到。

可选的，所述软岩隧道韧性支护结构还包括预留变形层，所述预留变形层设置在所述防水层和所述二次衬砌层之间。

可选的，所述软岩隧道韧性支护结构还包括二次衬砌，所述二次衬砌为钢筋混凝土材料层，设置在所述预留变形层的内侧壁。

本发明的有益效果：

(1)本发明的软岩隧道韧性支护结构，通过在初期支护层的内外两侧分别设置柔性层和韧性层，能够减少高地应力围岩发生的变形，同时也会充分吸收围岩变形的形变能，进一步允许释放高地应力。

(2)与现有技术相比，本发明提供的软岩隧道韧性支护结构的结构简单，轮廓大小与形状均与软岩隧道普通段一致，因此施工成本低，且施工效率高。

附图说明

图1是本发明软岩隧道韧性支护结构的结构示意图；

图2是图1中A区域放大示意图。