一种岭脊段极高地应力软岩隧道施工变形控制的支护方法技术

本发明专利技术所述的一种岭脊段极高地应力软岩隧道变形控制的支护方法布置有序，施工工序紧凑，效果显著。当开挖岭脊段极高地应力软岩隧道时，使用所述的方法能够有效达到控制隧道围岩变形，从而为岭脊段极高地应力软岩隧道的后续施工和运营安全提供了保证。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道开挖
，尤其是涉及一种岭脊段极高地应力软岩隧道施工变形控制的支护方法。
技术介绍
公知的，在岭脊段极高地应力软岩条件下的隧道在施工过程中受高地应力和软弱围岩的共同作用，隧道的支护系统极易发生难以控制的变形情况。岭脊段是指隧道所处埋深最大，地应力最高，围岩极其破碎，变形量最大，施工难度异常大的地段。发生这类难以控制的变形将导致隧道支护系统破坏失效，出现混凝土块掉落、钢拱架扭曲等现象。随之而来的大变形，将导致隧道净空侵限，甚至隧道坍塌，严重危及人员及设备安全，影响施工进度，造成施工成本的急剧增加。极高地应力段隧道施工后的变形控制是工程是否成功的关键。通过支护结构控制变形，使结构不出现破坏，并且不能边界侵限，确保隧道完成后运营限界满足要求。边界侵限是指隧道初期支护的内轮廓线侵入隧道的其他外轮廓线，是不允许发生的。以往高地应力软岩隧道，尤其是在较大水平构造地应力以及软弱围岩的条件下，隧道的边墙位置通常发生大变形，采取的变形控制方法多以增大钢拱架型号、增加锚杆长度、增设锚索、增加套拱等支护措施来减少隧道的变形。由于这些措施没有形成有效支护系统，虽然对变形控制能起到一定的作用，但在很多情况下效果不理想，仍较多的出现边界侵限问题，需要继续进行一次甚至多次拆换初期支护来解决。这样既增加了施工成本，拖延了施工时间，同时也给隧道施工带来极大的风险。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
中的不足，本专利技术提供了一种岭脊段极高地应力软岩隧道施工变形控制的支护方法，所述的方法能够有效控制极高地应力隧道施工开挖后变形，为隧道的后续施工和运营安全提供保证。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种岭脊段极高地应力软岩隧道施工变形控制的支护方法，其步骤如下：A.当岭脊段隧道开挖遭遇到极高地应力软岩时，先开挖形成台阶作业面，为后续施工提供作业平台；B. 当隧道上台阶开挖完成后，进行上台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第一层初期支护设置；C. 当上台阶第一层初期支护设置完毕后，进行隧道中台阶两侧错距开挖，中台阶开挖完成后，进行中台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第一层初期支护设置；D. 当隧道1中台阶第一层初期支护完成后，进行上、中台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第二层支护设置；E. 当隧道上、中台阶第二层支护完成后，进行隧道下台阶两侧错距开挖，下台阶开挖完成后，进行隧道下台阶第一层初期支护和第二层支护的立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土设置；F. 当隧道下台阶第二层支护完成后，进行隧道仰拱开挖。仰拱开挖完成后，施工设置仰拱位置处的第一层初期支护、第二层支护和仰拱桁架；G.当隧道仰拱第一层初期支护和第二层支护完成后，进行隧道仰拱位置第三层支护的双层钢筋网和喷射混凝土的设置；H.当隧道仰拱第三层支护完成后，进行隧道仰拱位置第四层支护仰拱衬砌的双层钢筋网和浇注混凝土的设置；I.当隧道仰拱第四层支护仰拱衬砌完成后，进行隧道仰拱填充混凝土的设置；J.当隧道仰拱填充完成后，进行隧道拱墙第三层支护的双层钢筋网和喷射混凝土的设置；K.当隧道拱墙第三层支护完成后，进行隧道长锚杆、锚索及径向注浆的设置；L.当隧道长锚杆、锚索及径向注浆完成后，进行基面处理，进行隧道防水体系设置；M.当隧道防水体系完成后，进行隧道拱墙第四层支护拱墙衬砌的双层钢筋网和浇注混凝土的设置；N.重复步骤A～M，直至岭脊段极高地应力软岩隧道开挖完成。所述的一种岭脊段极高地应力软岩隧道变形控制的支护方法，步骤A中的隧道施工作业面分为上、中、下三个台阶，台阶长度为3~5m，高度4.0m。所述的一种岭脊段极高地应力软岩隧道变形控制的支护方法，所述步骤B~F中的第一、二层初期支护设置为在隧道施工作业面进行立拱、挂设钢筋网、钻设锚杆和喷射混凝土，第一、二层初期支护全环钢架为H175型钢，0.7m/榀，两层初支钢架交错布置。全环喷射C30混凝土，厚度第一层33cm，第二层25cm；拱墙设φ8钢筋网片，网格间距20cm×20cm；每榀钢架设12根Φ22砂浆锚杆进行锁脚，长3m。所述的一种岭脊段极高地应力软岩隧道变形控制的支护方法，所述步骤H、J中的仰拱和拱墙第三层支护，设置为在隧道施工作业面铺设双层钢筋网和喷射混凝土。第三层支护主筋采用Φ22螺纹钢，纵向间距20cm；分布筋采用Φ14螺纹钢，环向间距25cm，箍筋采用φ8圆钢，间距25cm。第三层支护混凝土厚度为40cm,钢筋层间距26.2cm。仰拱钢筋与仰拱桁架有冲突时，适当调整仰拱钢筋间距及层距。所述的一种岭脊段极高地应力软岩隧道变形控制的支护方法，所述步骤I、L中的仰拱和拱墙第四层支护，设置为在隧道施工作业面铺设双层钢筋网和浇筑混凝土，第四层支护衬砌结构衬砌钢筋主筋采用Φ22螺纹钢，纵向间距20cm；分布筋采用Φ14螺纹钢，环向间距25cm ，箍筋采用φ8圆钢，间距25cm。拱墙衬砌混凝土厚度为70cm,钢筋层间距56.2cm，仰拱钢筋与仰拱桁架有冲突时，适当调整钢筋间距及层距。由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术所述的一种岭脊段极高地应力软岩隧道变形控制的支护方法布置有序，施工工序紧凑，效果显著。当开挖岭脊段极高地应力软岩隧道时，使用所述的方法能够有效达到控制隧道围岩变形，从而为岭脊段极高地应力软岩隧道的后续施工和运营安全提供了保证。【附图说明】图1是本专利技术的正视示意图；图2是本专利技术纵剖面示意图；图中：1、隧道；2、极高地应力软岩；3、第一层初期支护；4、第二层支护；5、第三层支护；6、第四层支护衬砌结构；7、仰拱填充；8、长锚杆；9、锚索；10、仰拱桁架。【具体实施方式】通过下面的实施例可以更详细的解释本专利技术，公开本专利技术的目的旨在保护本专利技术范围内的一切变化和改进，本专利技术并不局限于下面的实施例；结合附图所述的岭脊段极高地应力软岩隧道变形控制的支护方法，所述的方法能够在开挖岭脊段极高地应力软岩隧道发生大变形的时候使用，所述方法的步骤如下：A、当岭脊段隧道1开挖遭遇到极高地应力软岩2时，先开挖形成台阶作业面，为后续施工提供作业平台；B、当隧道1上台阶开挖完成后，进行上台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第一层初期支护3设置；C、当上台阶第一层初期支护3设置完毕后，进行隧道1中台阶两侧错距开挖，中台阶开挖完成后，进行中台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第一层初期支护3设置；D、当隧道1中台阶第一层初期支护3完成后，进行上、中台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第二层支护4设置；E、当隧道1上、中台阶第二层支护4完成后，进行隧道1下台阶两侧错距开挖，下台阶开挖完成后，进行隧道1下台阶第一层初期支护3和第二层支护4的立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土设置；F、当隧道1下台阶第二层支护4完成后，进行隧道1仰拱开挖。仰拱开挖完成后，施工设置仰拱位置处的第一层初期支护3、第二层支护4和仰拱桁架10；G、当隧道1仰拱第一层初期支护3和第二层支护4完成后，进行隧道1仰拱位置第三层支护5的双层钢筋网和喷射混凝土的设置；H、当隧道1仰拱第三层支护5完成后，进行隧道1仰拱位置第四层支护6仰拱衬砌的双层钢筋本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种岭脊段极高地应力软岩隧道施工变形控制的支护方法，其特征在于：包括以下步骤：A、当岭脊段隧道开挖遭遇到极高地应力软岩时，先开挖形成台阶作业面，为后续施工提供作业平台；B、当隧道上台阶开挖完成后，进行上台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第一层初期支护设置；C、当上台阶第一层初期支护设置完毕后，进行隧道中台阶两侧错距开挖，中台阶开挖完成后，进行中台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第一层初期支护设置；D、当隧道1中台阶第一层初期支护完成后，进行上、中台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第二层支护设置；E、当隧道上、中台阶第二层支护完成后，进行隧道下台阶两侧错距开挖，下台阶开挖完成后，进行隧道下台阶第一层初期支护和第二层支护的立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土设置；F、当隧道下台阶第二层支护完成后，进行隧道仰拱开挖，仰拱开挖完成后，施工设置仰拱位置处的第一层初期支护、第二层支护和仰拱桁架；G、当隧道仰拱第一层初期支护和第二层支护完成后，进行隧道仰拱位置第三层支护的双层钢筋网和喷射混凝土的设置；H、当隧道仰拱第三层支护完成后，进行隧道仰拱位置第四层支护仰拱衬砌的双层钢筋网和浇注混凝土的设置；I、当隧道仰拱第四层支护仰拱衬砌完成后，进行隧道仰拱填充混凝土的设置；J、当隧道仰拱填充完成后，进行隧道拱墙第三层支护的双层钢筋网和喷射混凝土的设置；K、当隧道拱墙第三层支护完成后，进行隧道长锚杆、锚索及径向注浆的设置；L、当隧道长锚杆、锚索及径向注浆完成后，进行基面处理，进行隧道防水体系设置；M、当隧道防水体系完成后，进行隧道拱墙第四层支护拱墙衬砌的双层钢筋网和浇注混凝土的设置；N、重复步骤A～M，直至岭脊段极高地应力软岩隧道开挖完成。...

【技术特征摘要】
1.一种岭脊段极高地应力软岩隧道施工变形控制的支护方法，其特征在于：包括以下步骤：A、当岭脊段隧道开挖遭遇到极高地应力软岩时，先开挖形成台阶作业面，为后续施工提供作业平台；B、当隧道上台阶开挖完成后，进行上台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第一层初期支护设置；C、当上台阶第一层初期支护设置完毕后，进行隧道中台阶两侧错距开挖，中台阶开挖完成后，进行中台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第一层初期支护设置；D、当隧道1中台阶第一层初期支护完成后，进行上、中台阶作业面立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土的第二层支护设置；E、当隧道上、中台阶第二层支护完成后，进行隧道下台阶两侧错距开挖，下台阶开挖完成后，进行隧道下台阶第一层初期支护和第二层支护的立拱、钻设锚杆、挂设钢筋网和喷射混凝土设置；F、当隧道下台阶第二层支护完成后，进行隧道仰拱开挖，仰拱开挖完成后，施工设置仰拱位置处的第一层初期支护、第二层支护和仰拱桁架；G、当隧道仰拱第一层初期支护和第二层支护完成后，进行隧道仰拱位置第三层支护的双层钢筋网和喷射混凝土的设置；H、当隧道仰拱第三层支护完成后，进行隧道仰拱位置第四层支护仰拱衬砌的双层钢筋网和浇注混凝土的设置；I、当隧道仰拱第四层支护仰拱衬砌完成后，进行隧道仰拱填充混凝土的设置；J、当隧道仰拱填充完成后，进行隧道拱墙第三层支护的双层钢筋网和喷射混凝土的设置；K、当隧道拱墙第三层支护完成后，进行隧道长锚杆、锚索及径向注浆的设置；L、当隧道长锚杆、锚索及径向注浆完成后，进行基面处理，进行隧道防水体系设置；M、当隧道防水体系完成后，进行隧道拱墙第四层支护拱墙衬砌的双层钢筋网和浇注混凝土的设置；N、重复步骤A～M，直至岭脊...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓越，范国文，邹翀，尤显明，陈建，张文新，李沿宗，胡景军，吴永东，高攀，
申请(专利权)人：中铁隧道集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41