顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构以及支护方法技术

本发明专利技术公开了一种顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构以及支护方法，属于隧洞施工领域，提供一种可以有效地控制顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙发生不利变形的支护结构。本发明专利技术中通过在传统的仅设置系统锚杆支护的基础上，增加设置横向连接筋结构，并且将横向连接筋拼接形成网状后贴紧配合的贴在边墙表面，一方面可对系统锚杆之间的围岩提供一定的支护力，避免系统锚杆间的围岩发生局部垮塌；另一方面，通过横向连接筋将系统锚杆连成整体，可提高系统锚杆的整体支护强度；最终提高对边墙的支护效果，进而有效控制顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的不利变形，同时避免由此引起的喷射混凝土开裂或局部掉落现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧洞施工
，尤其涉及一种顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构以及该支护结构的支护方法。
技术介绍
顺向陡倾薄层围岩是指岩层的走向与隧洞开挖方向接近平行，一般＜30°，岩层倾斜面的倾角接近90°，一般＞60°，且单层岩层的厚度通常小于10cm的层状围岩。此类围岩，在隧洞开挖后，通常在隧洞两侧的边墙位置上，同一层岩层的层面大面积暴露出来，暴露的围岩在卸荷作用、上部压力及重力作用下容易产生弯曲折断、溃曲和顺层剥落现象。而现有的对隧洞边墙的初期支护方法主要为素喷、网喷、锚喷、钢拱架及钢拱架联合锚喷支护，其中以锚喷支护方式最为常见。在锚喷支护中，通常在隧洞边墙内布设垂直于边墙的系统锚杆，此锚杆间排距一般为1.0～1.5m，且多呈梅花形或者矩形布置。然而，由于相邻锚杆之间间距较大，且锚杆之间通常没有采取其它有效的连接或者仅仅设置有钢筋网层，因而无法给予锚杆间变形的围岩足够的抗力，使得锚杆间的围岩容易出现较大的不利变形，进而引起喷射混凝土出现裂缝或局部掉落现象，极大地增加了施工期的安全风险，同时，在后期处理过程中，因需要将开裂部位的混凝土和松弛的围岩清理干净并重新支护，会使得工程工期和投资增加，不利于工程的总体控制。因此，急需一种可以有效地控制顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙发生不利变形、提高隧洞施工安全、降低工程工期和投资控制风险的支护结构和施工方式。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种可以有效地控制顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙发生不利变形的支护结构，可提高对边墙的支护效果，进而有效地避免系统锚杆间围岩出现较大的不利变形，同时避免由此引起的喷射混凝土开裂或局部掉落现象，可极大地降低施工期的安全风险并有效降低施工成本。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构，包括设置在隧洞两侧边墙内的系统锚杆，所述系统锚杆的一端深入到边墙内部，其另一端露出于边墙表面；还包括横向连接筋，所述横向连接筋分别呈网状的分布在两侧的边墙表面上，并且所述横向连接筋与边墙表面贴紧配合；其中，每根横向连接筋至少将位于同一侧边墙内的相邻两根系统锚杆露出于边墙表面的一端连接。进一步的是：所述横向连接筋呈矩形的网状分布或者呈菱形的网状分布。进一步的是：在隧洞的拱部内也设有系统锚杆，并且位于拱部内的系统锚杆的一端深入到拱部内部，其另一端露出于拱部表面；至少位于其中一侧边墙的横向连接筋在该边墙与拱部的连接处，从边墙向拱部延伸并形成延伸部；所述横向连接筋与对应的边墙表面以及拱部表面贴紧配合；其中，每根横向连接筋至少将位于同一侧边墙以及拱部内的相邻两根系统锚杆露出于边墙表面或者拱部表面的一端连接。进一步的是：在边墙表面以及拱部表面还设置有素喷混凝土层，所述素喷混凝土层的厚度为3～5cm；所述系统锚杆的一端露出于素喷混凝土层的表面，并且所述横向连接筋与素喷混凝土层的表面贴紧配合。进一步的是：素喷混凝土层的表面还铺设有钢筋网层，所述钢筋网层覆盖在呈网状分布的横向连接筋上或者所述钢筋网层位于呈网状分布的横向连接筋与素喷混凝土层之间；素喷混凝土层的表面上还设置有一层主体混凝土层，并且所述钢筋网层、系统锚杆上露出于素喷混凝土层表面的端部以及横向连接筋均埋设于主体混凝土层内。进一步的是：所述延伸部分布在部分的拱部表面上，并且该延伸部对应的夹角为θ，且θ≥10°。进一步的是：薄层围岩的岩层倾斜面与竖平面所形成的锐角夹角为δ；并且当δ≤5°时，将隧洞两侧边墙的横向连接筋分别向拱部延伸并分别形成延伸部，并且两侧的延伸部所分别对应的夹角θ≥10°；当δ＞5°时，将靠近岩层倾斜面与拱部表面相切处一侧的边墙的横向连接筋向拱部延伸并形成延伸部，并且该延伸部所对应的夹角θ≥2δ。进一步的是：系统锚杆与横向连接筋通过焊接方式进行连接。另外，本专利技术还提供一种顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护方法，其采用上述本专利技术所述的顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构，按如下步骤进行：A、隧洞开挖后对暴露的围岩表面喷射3～5cm的素喷混凝土层；B、在隧洞的边墙以及拱部内布置系统锚杆，系统锚杆的间排距为1m～1.5m；C、在素喷混凝土层上铺设钢筋网层，并且将钢筋网层与系统锚杆连接；D、将相邻系统锚杆用横向连接筋连接，并且使横向连接筋呈网状分布，同时使横向连接筋紧贴素喷混凝土层的表面；E、对铺设好钢筋网层的边墙喷射或衬砌混凝土以形成主体混凝土层。进一步的是：在步骤B之后，先进行步骤D，再进行步骤C。本专利技术的有益效果是：本专利技术中通过设置横向连接筋结构，同时由横向连接筋结构将相邻的系统锚杆的端部进行连接，并且将横向连接筋拼接形成网状后贴紧配合的贴在边墙表面，一方面通过横向连接筋可对系统锚杆之间的围岩提供一定的支护力，避免系统锚杆间的围岩发生局部垮塌；另一方面，通过横向连接筋将系统锚杆连成整体，可显著提高系统锚杆的整体支护强度，提高其对边墙的支护效果，进而可有效地控制顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙发生不利变形。另外，还可将横向连接筋从边墙位置向隧洞的拱部位置延伸，通过横向连接筋对拱部的部分围岩起到支撑作用，以提高对拱部的支护效果。附图说明图1为本专利技术所述的顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构沿隧道的横截面视图，且在该图中岩层倾斜面与竖平面平行；图2、3为图1中局部区域A的放大示意图，其中图2和图3分别对应一种钢筋网层的铺设位置；图4为设置有延伸部时的局部示意图，且在该图中岩层倾斜面与竖平面的夹角为δ；图5为图4中P方向视图的第一种结构示意图；图6为图4中P方向视图的第二种结构示意图；图中标记为：边墙1、系统锚杆2、横向连接筋3、拱部4、素喷混凝土层5、主体混凝土层6、延伸部7、岩层倾斜面8、竖平面9、岩层倾斜面与拱部表面相切处10、钢筋网层11、延伸部对应的夹角为θ、岩层倾斜面与竖平面所形成的锐角夹角为δ。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步说明。如图1至图6中所示，本专利技术所述的顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构，包括设置在隧洞两侧边墙1内的系统锚杆2，所述系统锚杆2的一端深入到边墙1内部，其另一端露出于边墙表面；一般的，系统锚杆2呈大致垂直的深入到边墙1内；另外，本专利技术还包括横向连接筋3，所述横向连接筋3分别呈网状的分布在两侧的边墙表面上，并且所述横向连接筋3与边墙表面贴紧配合；其中，每根横向连接筋3至少将位于同一侧边墙1内的相邻两根系统锚杆2露出于边墙表面的一端连接。所谓横向连接筋3呈网状分布，是指通过设置多根横向连接筋3，且将其进行相互的交叉连接后形成的网格状结构，具体的网状结构可不受限制，一般可设置为如图5中所示的呈菱形的网状分布，或者设置为图6中所示的呈矩形的网状分布。另外，横向连接筋3与系统锚杆2之间的连接，可采用焊接方式进行连接；当然也可采用其他固定连接方式进行连接。本专利技术中，由横向连接筋3形成的网状结构，其网状框格大小主要由系统锚杆2的间排距决定，例如，当采用如图6中所示的布置方式时，当相邻系统锚杆2的间排距为1m～1.5m时，横向连接筋3形成的网格大小也应当是介于1m×1m～1.5m×1.5m的范围内。另外，本专利技术中，要求每根横向连接筋3均与边墙表面贴紧配合，这样的好处是可通过横向连接筋3的贴紧配合，对相应的壁面产生一定本文档来自技高网...

【技术保护点】
顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构，包括设置在隧洞两侧边墙(1)内的系统锚杆(2)，所述系统锚杆(2)的一端深入到边墙(1)内部，其另一端露出于边墙表面；其特征在于：还包括横向连接筋(3)，所述横向连接筋(3)分别呈网状的分布在两侧的边墙表面上，并且所述横向连接筋(3)与边墙表面贴紧配合；其中，每根横向连接筋(3)至少将位于同一侧边墙(1)内的相邻两根系统锚杆(2)露出于边墙表面的一端连接。

【技术特征摘要】
1.顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构，包括设置在隧洞两侧边墙(1)内的系统锚杆(2)，所述系统锚杆(2)的一端深入到边墙(1)内部，其另一端露出于边墙表面；其特征在于：还包括横向连接筋(3)，所述横向连接筋(3)分别呈网状的分布在两侧的边墙表面上，并且所述横向连接筋(3)与边墙表面贴紧配合；其中，每根横向连接筋(3)至少将位于同一侧边墙(1)内的相邻两根系统锚杆(2)露出于边墙表面的一端连接。2.如权利要求1中任一项所述的顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构，其特征在于：所述横向连接筋(3)呈矩形的网状分布或者呈菱形的网状分布。3.如权利要求1所述的顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构，其特征在于：在隧道的拱部(4)内也设有系统锚杆(2)，并且位于拱部(4)内的系统锚杆(2)的一端深入到拱部(4)内部，其另一端露出于拱部表面；至少位于其中一侧边墙(1)的横向连接筋(3)在该边墙(1)与拱部(4)的连接处，从边墙(1)向拱部(4)延伸并形成延伸部(7)；所述横向连接筋(3)与对应的边墙表面以及拱部表面贴紧配合；其中，每根横向连接筋(3)至少将位于同一侧边墙(1)以及拱部(4)内的相邻两根系统锚杆(2)露出于边墙表面或者拱部表面的一端连接。4.如权利要求3中任一项所述的顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构，其特征在于：在边墙表面以及拱部表面还设置有素喷混凝土层(5)，所述素喷混凝土层(5)的厚度为3～5cm；所述系统锚杆(2)的一端露出于素喷混凝土层(5)的表面，并且所述横向连接筋(3)与素喷混凝土层(5)的表面贴紧配合。5.如权利要求4中任一项所述的顺向陡倾薄层围岩中隧洞边墙的支护结构，其特征在于：素喷混凝土层(5)的表面还铺设有钢筋网层(11)，所述钢筋网层(11)覆盖在呈网状分布的横向连接筋(3)上或者所述钢筋网层(11)位于呈网状分布的横向连接筋(3)与素喷混凝土层(5)之间；素喷混凝土层(5)的表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：原先凡，杨威，胡帅，罗宇，江国勇，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51