一种隧道防岩爆支护系统及隧道结构技术方案

本实用新型专利技术涉及交通、水利及矿山等工程技术领域，提供了一种隧道防岩爆支护系统，包括依次设置于待支护隧道的壁面的第一混凝土层、钢筋网和第二混凝土层以及设置于待支护隧道的钻孔内通过对隧道壁施加径向力以进行主动支护的涨壳式预应力锚杆，钢筋网连接于涨壳式预应力锚杆，且第二混凝土层将钢筋网覆盖于第一混凝土层的表面。该隧道防岩爆支护系统能够有效减少隧道支护过程中安全事故的发生。本实用新型专利技术还提供了一种隧道结构，该隧道结构包括上述的隧道防岩爆支护系统。该隧道结构相较于现有的隧道结构在施工过程中安全事故发生的可能性更低。

【技术实现步骤摘要】
一种隧道防岩爆支护系统及隧道结构
本技术涉及交通、水利及矿山等工程
，具体涉及一种隧道防岩爆支护系统及隧道结构。
技术介绍
目前，地下工程修建过程中的岩爆灾害是工程界面临的重大安全难题，截至目前，国内外对于岩爆的治理尤其是支护措施的设计大多采用被动防护的理念，而被动支护是岩石对锚杆产生压力后锚杆才会对岩石产生支护作用，而被动支护的方式，通常是在锚杆内注浆，待浆料凝固后才能作为支护杆对可能爆发岩爆的岩石产生作用，但是浆料的凝固过程所需时间较长，若在此过程中产生岩爆，被动支护的方式将难以起到作用，就可能造成安全事故。
技术实现思路
本技术提供了一种隧道防岩爆支护系统，旨在减少隧道支护工程施工过程中安全事故的发生。本技术还提供了一种隧道结构，旨在减少现有的隧道结构在施工过程中安全事故的发生。本技术是这样实现的：一种隧道防岩爆支护系统，包括依次设置于待支护隧道的壁面的第一混凝土层、钢筋网和第二混凝土层以及设置于待支护隧道的钻孔内通过对隧道壁施加径向力以进行主动支护的涨壳式预应力锚杆，钢筋网连接于涨壳式预应力锚杆，且第二混凝土层将钢筋网覆盖于第一混凝土层的表面。进一步地，在本技术较佳的实施例中，涨壳式预应力锚杆包括杆体、垫板、螺母和涨壳锚头，涨壳锚头设置于杆体的一端，垫板和螺母均设置于杆体远离涨壳锚头的一端，且螺母设置于垫板远离涨壳锚头的一侧。进一步地，在本技术较佳的实施例中，杆体为内部中空的结构。进一步地，在本技术较佳的实施例中，钢筋网挂设于涨壳式预应力锚杆远离待支护隧道的壁面的一端。进一步地，在本技术较佳的实施例中，钢筋网由待支护隧道的的拱顶至边墙至仰拱均匀分布。进一步地，在本技术较佳的实施例中，第一混凝土层厚度大于或等于30mm。进一步地，在本技术较佳的实施例中，组成钢筋网的钢筋的直径为6-8mm。进一步地，在本技术较佳的实施例中，第二混凝土层的厚度大于钢筋的直径。进一步地，在本技术较佳的实施例中，钢筋网的网孔的尺寸为20cm*20cm或者25cm*25cm。一种隧道结构，包括上述的隧道防岩爆支护系统。本技术的有益效果是：本技术通过上述设计得到的隧道防岩爆支护系统，由于采用涨壳式预应力锚杆对隧道壁进行主动支护，设置后能够有效减小隧道壁的切向应力，在涨壳式预应力锚杆设置后，隧道支护工程还未完成前就能够防止岩爆的发生，有效减少了隧道支护过程中安全事故的发生。本技术通过上述设计得到的隧道结构，该隧道结构的施工过程相较于现有的隧道施工过程安全事故发生的可能性更低。附图说明为了更清楚地说明本技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本技术实施方式提供的隧道防岩爆支护系统的剖视图；图2是本技术实施方式提供的隧道防岩爆支护系统设置于隧道壁的第一视角的剖视图；图3是本技术实施方式提供的隧道防岩爆支护系统设置于隧道壁的第二视角的剖视图；图4是本技术实施方式中涨壳式预应力锚杆的结构示意图；图5是本技术实施方式提供的隧道防岩爆支护系统的施工流程图。图标：100-隧道防岩爆支护系统；110-第一混凝土层；120-钢筋网；130-涨壳式预应力锚杆；131-杆体；132-垫板；133-螺母；134-涨壳锚头；140-第二混凝土层；150-岩石层。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本技术做进一步的详细描述。如图1和图2所示，隧道防岩爆支护系统100包括依次设置于待支护隧道的壁面的第一混凝土层110、钢筋网120和第二混凝土层140以及设置于待支护隧道的钻孔内的涨壳式预应力锚杆130。钢筋网120挂设于涨壳式预应力锚杆130远离待支护隧道壁面的一端，第二混凝土层140将钢筋网120覆盖于第一混凝土层110的表面。该钢筋网120由待支护隧道的拱顶逐渐往边墙，最后往仰拱的顺序挂设。如图3所示，第一混凝土层110的厚度在40mm左右，且第一混凝土层110的混凝土浆料内添加有速凝剂。设置第一混凝土层110的目的是为了加固隧道壁，保证后续施工安全。需要指出的是，在本技术的其他实施例中，根据不同工况第一混泥土的厚度可以是在大于或等于30mm的范围内作调整。理论上来说第一混凝土层110越厚其抗压能力越好，但是由于施工具有一定难度，故第一混凝土层110的厚度在隧道拱部处的厚度优选大于30mm。混凝土中添加速凝剂能够加快混凝土凝固的速度，若喷射的混凝土浆料内不含速凝剂，则第一混凝土层110在边墙处的厚度为70-100mm，在隧道拱部的厚度为50-60mm；若喷射的混凝土浆料内含速凝剂，则第一混凝土层110在边墙处的厚度为50-70mm，在隧道拱部的厚度为30-40mm。如图2所示，将第一混凝土层110设置好后，在第一混凝土层110的表面需要设置涨壳式预应力锚杆130的地方打设钻孔，钻孔贯穿第一混凝土层110深入隧道岩石层150内，将涨壳式预应力锚杆130设置于钻孔内，通过岩壁施加径向力进而对岩壁进行主动支护。如图4所示，涨壳式预应力锚杆130包括杆体131、垫板132、螺母133和涨壳锚头134，涨壳锚头134设置于杆体131的一端，垫板132和螺母133均设置于杆体131远离涨壳锚头134的一端，螺母133设置于垫板132远离涨壳锚头134的一侧，即涨壳式预应力锚杆130的结构顺序依次为涨壳锚头134、杆体131、垫板132和螺母133。杆体131为内部中空的结构。如图2和图3所示，将所有涨壳式预应力锚杆130设置完毕后，在涨壳式预应力锚杆130远离隧道壁的一端挂设钢筋网120，钢筋网120从上往下均匀挂设。构成钢筋网120的钢筋直径为6-8mm，钢筋网120的网孔大小为20cm﹡20cm或者25cm﹡25cm，采用此尺寸范围内的钢筋网120是因为经隧道防护工程多年的发展，多次实践得出，大多数工况下此范围尺寸为较佳尺寸，从施工难度和其所能承载的强度角度出发，都是比较好的选择，但是在某些特定的工况下，钢筋网的尺寸也可在此范围以外做调整。待钢筋网120设置好后，向挂设有钢筋网120的第一混凝土层110的壁面喷射第二混凝土层140。第二混凝土层140的厚度大于等于2cm，由于第二混凝土层140的厚度应大于钢筋网120的钢筋的直径，以保证将钢筋网120完全覆盖，同时第二混凝土层140应具有足够的强度，故第二混凝土层140的厚度优选大于等于2cm。设置第二混凝土层140，其将钢筋网120完全覆盖不仅能够防止钢筋网120生锈，其对隧道壁岩石的支护还能够起到积极的作用。参见附图5，并同时参见附图1-4，本技术的实施例隧道防岩爆支护系统100的施工方法，包括以下步骤：S1、在待支护隧道的设置有第一混凝土层110的壁面上开设钻孔。具体的，参见附图1-图3，首先在待支护的隧道壁面用喷射机喷射一层混凝土，以形成第一混凝土层110，在施工过程中喷射作业应分段进行，喷射顺序应该自隧道顶部往下喷射，且在分段作业过程中，分段长度不宜大于6m。在使用喷射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隧道防岩爆支护系统，其特征在于，包括依次设置于待支护隧道的壁面的第一混凝土层、钢筋网和第二混凝土层，以及设置于所述待支护隧道的钻孔内通过对隧道壁施加径向力以进行主动支护的涨壳式预应力锚杆，所述钢筋网连接于所述涨壳式预应力锚杆，且所述第二混凝土层将所述钢筋网覆盖于所述第一混凝土层的表面。

【技术特征摘要】
1.一种隧道防岩爆支护系统，其特征在于，包括依次设置于待支护隧道的壁面的第一混凝土层、钢筋网和第二混凝土层，以及设置于所述待支护隧道的钻孔内通过对隧道壁施加径向力以进行主动支护的涨壳式预应力锚杆，所述钢筋网连接于所述涨壳式预应力锚杆，且所述第二混凝土层将所述钢筋网覆盖于所述第一混凝土层的表面。2.根据权利要求1所述隧道防岩爆支护系统，其特征在于，所述涨壳式预应力锚杆包括杆体、垫板、螺母和涨壳锚头，所述涨壳锚头设置于所述杆体的一端，所述垫板和所述螺母均设置于所述杆体远离所述涨壳锚头的一端，且所述螺母设置于所述垫板远离所述涨壳锚头的一侧。3.根据权利要求2所述隧道防岩爆支护系统，其特征在于，所述杆体为内部中空的结构。4.根据权利要求1所述隧道防岩爆支护系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪波，莫晨聪，杨意，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：新型
国别省市：四川,51