一种基于让压锚索的隧道支护方法技术

本发明专利技术属于高海拔高地应力隧道施工技术领域，公开了一种基于让压锚索的隧道支护方法，环向采用5.3m短预应力让压锚索、10.3m长预应力让压锚索对围岩体进行预应力加固，采用长短锚索结合的布置方式使对外部围岩更深层加固。即通过“外锚内支”的围岩体内加固和隧道衬砌结构共同受力的原理进行结构设计。并且锚索注浆根据围岩变形量及变形速率适时进行注浆。本发明专利技术采用让压锚索支护，最大变形累计收敛累计收敛值382mm；最大变形速率38mm/d，主洞累计施工100m。本发明专利技术使用的让压锚索全长采用48mm钻头，不需要扩孔；让压锚索让压件在锚索尾端；让压锚索采用普通锚索，锚固方式先采用树脂药卷锚固，后采用水泥浆锚固。

【技术实现步骤摘要】
一种基于让压锚索的隧道支护方法
本专利技术属于高海拔高地应力隧道施工
，尤其涉及一种基于让压锚索的隧道支护方法。
技术介绍
木寨岭隧道施工的不良地质及地应力情况：围岩岩性，软质炭质板岩为主，V级围岩；地质构造，褶皱带活动强烈，近东西走向断层发育；3个背斜、3个向斜构造；6处褶皱、12条断层；地应力，最大水平主应力24.95MPa；Rc/σmax值均小于4，属极高应力区。木寨岭隧道施工存在的问题及难点是：(1)施工线路长，属于特长公路隧道，长度达15.2km；(2)隧道地质地质构造复杂，褶皱、断层影响大；(3)隧道的地质为以软质炭质板岩为主的围岩软，使得施工难度很大；(4)埋深大，深度达到629.1m；(5)地应力水平高，自重应力15.7MPa，最大水平主应力24.95MPa，导致隧道施工周期长；(6)斜井掌子面围岩为30°、45°、75°和无序；斜井初支开裂变形的初支拆换率高。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于让压锚索的隧道支护方法，解决了的问题。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于让压锚索的隧道支护方法，所述的基于让压锚索的隧道支护的施工方法环向采用5.3m短预应力让压锚索、10.3m长预应力让压锚索对围岩体进行预应力加固，采用长短锚索结合的布置方式(纵向交替布置)，以期达到对外部围岩更深层加固的目的。即通过“外锚内支”的围岩体内加固和隧道衬砌结构共同受力的原理进行结构设计。优选的：所述让压锚索的隧道支护短锚索长度5.3m，张拉力不小250KN，抗拉拔力不小于350KN，间排距为1.0m×1.2m(环向*纵向)；长锚索长度10.3m，张拉力不小250KN，抗拉拔力不小于350KN，间排距为1.0m×1.2m(环向*纵向)；高强柔性网的网格尺寸100×100mm。优选的：所述的基于让压锚索的隧道支护的施工方法，钢架从0.5m/榀间距调整到0.6m/榀。优选的：所述的基于让压锚索的隧道支护的施工方法，其特征在于，使用Φ21.8×5.3m让压锚索和Φ21.8×10.3m让压锚索，让压锚索锚固端长度不小于60cm。优选的：所述的基于让压锚索的隧道支护的施工方法，其特征在于，所述基于让压锚索的隧道支护的施工方法包括：第一步，开挖上台阶；进行临时支护，在上台阶架设液压支柱防护；第二步，上、中、下台阶锚索施工；第三步，初期支护喷射混凝土、钢架、钢筋网，仰拱及填充等施工；第四步，锚索注浆根据围岩变形量及变形速率适时进行注浆；第五步，初期支护稳定后，铺设防水土工布、防水层及二次衬砌。优选的：所述的基于让压锚索的隧道支护的施工方法，隧道施工采用让压锚索后，最大变形累计收敛累计收敛值382mm；最大变形速率38mm/d。优选的：所述基于让压锚索的隧道支护方法将二衬、仰拱及填充施工缝调整到同一横断面。优选的：所述基于让压锚索的隧道支护方法按照拱架间距0.6米布置，施做锚索后施做一榀拱架月平均进尺为30*24/20*0.6＝21.6米，施做两榀拱架月平均进尺为30*24/24*1.2＝36米。(三)有益效果本专利技术提供了一种基于让压锚索的隧道支护方法。具备以下有益效果：本专利技术采用让压锚索支护，最大变形累计收敛累计收敛值382mm；最大变形速率38mm/d，主洞累计施工100m。未发生拆换拱情况，主动支护(组合梁或组合拱、岩土力学强度提高、长短协同支护技术、大变形耦合支护理论)。本专利技术实施例使用的让压锚索让压锚索全长采用48mm钻头，不需要扩孔，让压锚索让压件在锚索尾端，采用普通锚索。锚固方式先采用树脂药卷锚固，后采用水泥浆锚固。优化设计取消了环向注浆小导管及中空注浆锚杆，取消超前小导管，采用让压锚索支护，即通过“外锚内支”的围岩体内加固和隧道衬砌结构共同受力的原理进行结构设计。附图说明图1为本专利技术提出一种基于让压锚索的隧道支护方法的流程图。图2为本专利技术提出一种让压锚索支护体系设计方案图。图3为本专利技术提出一种让压锚索结构示意图。图3中：1、让压锚管(让压件)；2、锚索；3、防腐套管；4、锚具；5、注浆球垫；6、注浆(排气)管；7、垫板；8、W钢带；9、柔性网；10、岩面。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提供的基于让压锚索的隧道支护方法包括以下步骤：第一步，开挖上台阶；进行临时支护，在上台阶架设液压支柱防护；第二步，上、中、下台阶锚索施工；第三步，初期支护喷射混凝土、钢架、钢筋网，仰拱及填充等施工；第四步，锚索注浆根据围岩变形量及变形速率适时进行注浆；第五步，初期支护稳定后，铺设防水土工布、防水层及二次衬砌。下面结合具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步的描述。实施例1：本专利技术实施例为木寨岭隧道让压锚索支护。针对木寨岭软岩隧道大变形控制问题，按照建立的工程软岩大变形控制理论与设计方法，以木寨岭隧道为研究对象，开展了基于让压锚索支护为主体的支护方案设计研究。实施例2：本专利技术实施例采用让压锚索的隧道支护短锚索长度5.3m，张拉力不小250KN，抗拉拔力不小于350KN，间排距为1.0m×1.2m(环向*纵向)；长锚索长度10.3m，张拉力不小250KN，抗拉拔力不小于350KN，间排距为1.0m×1.2m(环向*纵向)；高强柔性网的网格尺寸100×100mm。实施例3：本专利技术实施例采用让压锚索的隧道支护的施工方法，与原支护对比取消环向注浆小导管及中空注浆锚杆，取消超前小导管，钢架从0.5m/榀间距调整到0.6m/榀。实施例4：本专利技术实施例采用让压锚索的隧道支护的施工方法，使用Φ21.8×5.3m让压锚索和Φ21.8×10.3m让压锚索，让压锚索锚固端长度不小于60cm。实施例5：本专利技术实施例采用采用让压锚索后，最大变形累计收敛累计收敛值382mm；最大变形速率38mm/d，初期支护的变形可控。实施例6：本专利技术实施例采用三缝合一，隧道拱墙部位变形较大，仰拱部位承载力相对偏弱，容易造成二衬混凝土不规则裂缝。将二衬、仰拱及填充施工缝调整到同一横断面，有效的降低了二衬混凝土开裂。实施例7：本专利技术实施例人员配置，三台阶作业人员共计25人，负责钻孔、安装、张拉等现场施工工作。设备配置：MQT-130/3.2锚杆钻机共计5台，负责上台阶锚索钻孔；YT-28风动钻机共计2台，主要负责中、下台阶锚索钻孔；MQ15-29锚索张拉机具共计1台，负责锚索张拉工作。按照拱架间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于让压锚索的隧道支护方法，其特征在于，环向采用5.3m短预应力让压锚索、10.3m长预应力让压锚索对围岩体进行预应力加固，采用长短锚索结合的布置方式，布置方式为纵向交替布置，以期达到对外部围岩更深层加固的目的；即通过“外锚内支”的围岩体内加固和隧道衬砌结构共同受力的原理进行结构设计。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于让压锚索的隧道支护方法，其特征在于，环向采用5.3m短预应力让压锚索、10.3m长预应力让压锚索对围岩体进行预应力加固，采用长短锚索结合的布置方式，布置方式为纵向交替布置，以期达到对外部围岩更深层加固的目的；即通过“外锚内支”的围岩体内加固和隧道衬砌结构共同受力的原理进行结构设计。


2.如权利要求1所述的基于让压锚索的隧道支护的施工方法，其特征在于，所述让压锚索的隧道支护短锚索长度5.3m，张拉力不小250KN，抗拉拔力不小于350KN，间排距为环向1.0m×纵向1.2m；长锚索长度10.3m，张拉力不小250KN，抗拉拔力不小于350KN，间排距为环向1.0m×纵向1.2m；高强柔性网的网格尺寸100×100mm。


3.如权利要求1所述的基于让压锚索的隧道支护的施工方法，其特征在于，钢架从0.5m/榀间距调整到0.6m/榀。


4.如权利要求1所述的基于让压锚索的隧道支护的施工方法，其特征在于，使用Φ21.8×5.3m让压锚索和Φ21.8×10.3m让压锚索，让压锚索锚固端长度不小于60cm。


5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：于家武，杨铁轮，王智佼，魏小军，杨浓郁，唐绍武，陈伟祥，龙文华，张成勇，邹强，侯小红，李鹏，元继夏，刘远鹏，赵建秋，陈利峰，郭霖，安斌，林琳，赵宝锋，
申请(专利权)人：中铁隧道集团二处有限公司，中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13