[发明专利]一种用于高地应力节理软岩隧道的支护体系及施工方法

说明书

本发明公开了一种用于高地应力节理软岩隧道的支护体系及施工方法。现有高地应力软岩隧道的支护措施，多为环向均匀支护，因节理地层性质不均，采用以往的支护措施容易产生支护过强或过弱的现象。本发明沿隧道横断面环向及纵向布置超前注浆小导管、锚杆和预应力锚索支护，预应力锚索垂直于节理方向设置；开挖前施作超前注浆小导管，并通过小导管注入水灰比1：0.5的水泥浆，开挖一个循环进尺后立即施作锚杆和预应力锚索。本发明由以往的全环均匀支护变为薄弱区域重点支护，在不影响支护效果的情况下有效降低施工成本，并具有推广至其他类型地层的前景和价值。

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种用于高地应力节理软岩隧道的支护体系及施工方法。

背景技术

隧道在开挖的过程中，围岩会被破坏并产生变形，对支护造成挤压，当隧道处于软岩地层且周围地应力较高时，将会产生较大变形量，甚至造成支护侵限、破裂，给工程带来安全隐患。当在高地应力节理软岩进行隧道修建时，不同节理方向会导致隧道周边产生不对称应力，进一步加剧变形的复杂程度。

目前国内广泛用于高地应力软岩隧道的支护措施，多为环向均匀支护，适用于各向同性的均质地层。因节理地层性质不均，采用以往的支护措施容易产生支护过强或过弱的现象，轻者造成成本增加，重者造成支护受损。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种用于高地应力节理软岩隧道的支护体系及施工方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种用于高地应力节理软岩隧道的支护体系，包括超前注浆小导管，所述超前注浆小导管沿隧道横断面环向布置，环向间距1.2m，沿隧道轴线纵向间距1m；

沿隧道横断面环向及纵向布置有锚杆，环向间距1.2m，沿隧道轴线纵向间距1.2m；拱墙分界以拱部144°划分，隧道拱部位置处锚杆采用中空锚杆，隧道边墙位置处锚杆采用砂浆锚杆；

沿隧道横断面环向及纵向布置有4根预应力锚索，环向间距1.2m，沿隧道轴线纵向间距1.8m；所述预应力锚索垂直于节理方向设置，用于控制节理软岩地层的变形。

优化地，所述超前注浆小导管采用热轧无缝钢管，直径为φ42mm，壁厚4mm，长度4m。

一种用于高地应力节理软岩隧道的支护体系的施工方法，包括如下步骤：

步骤一：预制超前注浆小导管、锚杆、预应力锚索，所述预应力锚索采用4束直径15.2mm的高强度低松弛全喷涂环氧树脂型的无黏结钢绞线制做；

步骤二：采用台阶法或三台阶法进行开挖，开挖前施作超前注浆小导管，并通过小导管注入水灰比1：0.5的水泥浆；

步骤三：开挖一个循环进尺后立即施作锚杆和预应力锚索，所述预应力锚索通过锚具固定在初期支护上，并设置钢垫板；

步骤四：重复步骤二、步骤三，直至隧道施工完成。

本发明的有益效果：

1)本发明结构简单，依据隧道节理走向对隧道拱部及边墙位置处形成有力地支护；

2)本发明主要针对于高地应力软岩隧道，可以对高地应力软岩隧道施工中的变形进行有效防治，并具有推广至其他类型地层的前景和价值。

3)本发明可以减少节理隧道的支护用料，由以往的全环均匀支护变为薄弱区域重点支护，在不影响支护效果的情况下有效降低施工成本。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为超前注浆小导管结构示意图；

图3为预应力锚索结构示意图。

具体实施方式