[实用新型]水平旋喷桩穿越富水砂岩段围岩隧道超前支护结构

说明书

本实用新型公开了水平旋喷桩穿越富水砂岩段围岩隧道超前支护结构，包括拱墙水平旋喷桩、衬砌、玻璃纤维锚杆、型钢拱架、路面结构层，所述衬砌为拱形，所述拱墙水平旋喷桩设于衬砌外侧，沿隧道走向设置，多个互相咬合的拱顶水平旋喷桩形成隧道的拱墙；待挖掘的主洞的掌子面核心土沿隧道开挖方向设置有多个玻璃纤维锚杆；型钢拱架为弧形，设于衬砌顶部与隧道底部之间。本实用新型支护结构形成的拱棚固结体可有效止水，防止漏沙及砂体坍塌，限制地层及地表变形，提高地层稳定性，保证施工和支护结构的安全。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工领域，特别涉及水平旋喷桩穿越富水砂岩段围岩隧道超前支护结构。

背景技术

软弱地层隧道施工，特别是含水软弱地层，如:淤泥层、粘性土、砂类土、泥页岩、砂砾层、破碎带等，如富水疏松砂岩段隧道施工，容易漏水、漏沙，发生砂体坍塌，地层稳定性差，施工不安全。在隧道开挖施工过程中，易出现洞顶坍塌至地表的问题；且掌子面没有采用过水平旋喷桩超前支护，掌子面稳定问题突出。水平旋喷桩是以高压泵(30MPa)为动力源通过水平钻机钻杆、喷嘴把配制好的浆液喷射到土体内。喷射流以巨大的能量将一定范围内的土体切削，并在喷嘴作缓慢旋转和进退的同时切割土体，强制土颗粒与浆液搅拌混合。浆液凝固后，形成水平圆柱状水泥土固结体即水平旋喷桩，当旋喷桩相互咬合后，便以同心圆形式在隧道拱顶及周边形成封闭的水平旋喷帷幕体，起到防流砂、抗滑移、防渗透的稳定拱壳保护作用。水平旋喷桩超前支护施工技术还不太成熟，没有成熟的支护方案可供参考。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种水平旋喷桩穿越富水砂岩段围岩隧道超前支护结构，包括拱墙水平旋喷桩、衬砌、玻璃纤维锚杆、型钢拱架、路面结构层，所述衬砌为拱形，所述拱顶水平旋喷桩设于衬砌外侧，沿隧道走向设置，多个互相咬合的拱顶水平旋喷桩形成隧道的拱墙；待挖掘的主洞的掌子面核心土沿隧道开挖方向设置有多个玻璃纤维锚杆；型钢拱架为弧形，设于衬砌顶部与隧道底部之间。

优选地，所述拱墙水平旋喷桩的桩长15m，桩径60cm，旋喷桩孔外倾角为3～10°；相邻的两个拱墙水平旋喷桩的咬合距离为10cm，纵向搭接5m；每环63根。

优选地，所述玻璃纤维锚杆长15m，孔间距1.5m，设有88～90根，多个玻璃纤维锚杆沿隧道开挖方向分为多层，上下相邻两层的玻璃纤维锚杆位于同一竖直方向上。

优选地，所述型钢拱架为I20a工字钢，纵向间距60cm。

优选地，所述路面结构层，现浇C30钢筋混凝土仰拱65cm。

设有多个玻璃纤维锚杆，充分考虑了后续破除的便利性，有效控制掌子面挤出变形(即沿隧道轴向的纵向位移)。

本实用新型利用互相咬合的拱墙水平旋喷桩形成对隧道洞室的环向保护，避免发生沉降、坍塌等事故；利用玻璃纤维锚杆加固掌子面，保证掌子面开挖时的稳定性；本支护结构形成的拱棚固结体可有效止水，防止漏沙及砂体坍塌，限制地层及地表变形，提高地层稳定性，保证施工和支护结构的安全。

附图说明

图1是本实用新型水平旋喷桩穿越富水砂岩段围岩隧道超前支护结构示意图。

图中，1、拱墙水平旋喷桩，2-衬砌，3、玻璃纤维锚杆，4、型钢拱架，5、路面结构层。

具体实施方式

如图1所述，本实用新型公开了水平旋喷桩穿越富水砂岩段围岩隧道超前支护结构，包括拱墙水平旋喷桩1、衬砌2、玻璃纤维锚杆3、型钢拱架4、路面结构层5，所述衬砌2为拱形，所述拱顶水平旋喷桩1设于衬砌2外侧，沿隧道走向设置，多个互相咬合的拱顶水平旋喷桩1形成隧道的拱墙；待挖掘的主洞的掌子面核心土沿隧道开挖方向设置有多个玻璃纤维锚杆3；型钢拱架4为弧形，设于衬砌2顶部与隧道底部之间。