一种层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构制造技术

本实用新型专利技术涉及隧道工程技术领域，尤其涉及一种层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构；该支护结构包括环绕隧道外侧设置的若干个预应力锚杆，以及沿隧道径向设置的若干个释能机构，各所述预应力锚杆沿隧道径向布设，所述预应力锚杆朝向所述围岩内部延伸设置，所述释能机构与隧道的初期支护钢架连接。本实用新型专利技术结构简单，施工方便，通过设置预应力锚杆和释能机构，可实现抗剪和释能的需求，有效阻止层状围岩由于层间剪切滑移产生的挤压变形，并同时释放部分围岩变形应力，保护隧道内的初期支护不被破坏，提高安全性能。提高安全性能。提高安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构


[0001]本技术涉及隧道工程
，尤其涉及一种层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构。

技术介绍

[0002]在隧道工程建设过程中会经常遇到不同地质构造的层状岩体，层状岩体是一种典型的复杂岩体，受内部层理、节理、裂隙等结构面的影响，破坏机理及失稳模式也明显不同于均质岩体，具体表现为沿层理方向抗剪能力弱，垂直层理方向上抗压能力弱。深埋长大隧道在穿越复杂地层时，受到不同角度的层状围岩和构造应力影响，使得隧道衬砌结构产生一些列非对称变形和受力现象，尤其是隧道处在极高地应力场时，存在围岩变形过大，杆锚索剪断、拉断等问题，围岩变形过大会导致隧道结构变形、侵限、塌方等问题，存在较大的安全隐患。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本技术提供了一种层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构，包括环绕隧道外侧设置的若干个预应力锚杆，以及沿隧道径向设置的若干个释能机构，各所述预应力锚杆沿隧道径向布设，所述预应力锚杆朝向所述围岩内部延伸设置，隧道内设置有初期支护钢架，所述释能机构与隧道的初期支护钢架连接。
[0004]进一步地，所述释能机构包括上连接板和下连接板，所述上连接板的两端以及下连接板的两端分别与初期支护钢架连接，所述上连接板和所述下连接板之间设置有多个刚性连接件，每个所述刚性连接件上螺纹连接有两个锁止螺栓，所述锁止螺栓位于所述上连接板和下连接板之间。
[0005]进一步地，所述上连接板和所述下连接板之间填充有多个具有弹性的填充层，所述填充层和所述锁止螺栓之间设有间隙。
[0006]进一步地，所述填充层采用丁苯橡胶进行填充。
[0007]进一步地，在所述释能机构的外侧设置初期支护混凝土。
[0008]进一步地，在隧道变形达到稳定后，对所述释能机构通过喷射混凝土进行封堵。
[0009]进一步地，所述预应力锚杆包括伸入围岩内的杆体，所述杆体的一端设有与围岩锚固的锚头，另一端延伸出围岩外侧设有螺母。
[0010]进一步地，所述杆体和围岩之间填充有注浆液。
[0011]本技术由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0012]1)本技术提供的隧道支护结构，结构简单，施工方便，通过设置预应力锚杆和释能机构，可实现抗剪和释能的需求，有效阻止层状围岩由于层间剪切滑移产生的挤压变形，并同时释放部分围岩变形应力，保护隧道内的初期支护不被破坏，提高安全性能；
[0013]2)本技术提供的隧道支护结构，带锁止功能的释能机构提供了足够的变形量，可以承受一定的冲击，无需加强支护结构，减少了材料用量，节约成本。
附图说明
[0014]图1为本技术层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构的示意图；
[0015]图2为本技术层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构中释能机构的示意图；
[0016]图3为本技术层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构中预应力锚杆的示意图。
[0017]1‑
释能机构；11
‑
填充层；12
‑
上连接板；13
‑
下连接板；14
‑
刚性连接件；15
‑
锁止螺栓；16
‑
接头螺栓；2
‑
初期支护；21
‑
初期支护混凝土；22
‑
初期支护钢架；3
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预应力锚杆；31
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杆体；32
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锚头；33
‑
螺母；34
‑
注浆液；4
‑
围岩。
具体实施方式
[0018]下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。附图中，为清晰可见，可能放大了某部分的尺寸及相对尺寸。
[0019]在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0020]在本技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0021]此外，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分。
[0022]如说明书附图1所示，本技术提供了一种层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构，设于隧道与围岩之间，包括环绕隧道外侧设置的若干个预应力锚杆3，以及沿隧道径向设置的若干个释能机构1，各所述预应力锚杆3沿隧道径向布设，所述预应力锚杆3朝向所述围岩4内部延伸设置，所述释能机构1与隧道的初期支护钢架22连接，具体的，隧道径向方向一般施工有初期支护2，初期支护2包括设于隧道内壁的初期支护钢架22以及浇筑在隧道内壁的初期支护混凝土21，所述释能机构1可以与隧道内的初期支护2一起施工，预应力锚杆3可以在初期支护2施工前安装或者是在初期支护2施工后安装，所述预应力锚杆3沿垂直层理方向变形量大的位置设置，所述释能机构1设置在平行层理方向变形量大的位置，也可以根据实际使用需求，在围岩内、隧道上设置预应力锚杆和释能机构，预防围岩形变。
[0023]优化实施方式，如说明书附图2所示，所述释能机构1包括上连接板12和下连接板13，所述上连接板12的两端以及下连接板13的两端分别与初期支护钢架22连接，具体的，所述上连接板12和所述下连接板13优选钢材制成，通过接头螺栓16与所述初期支护钢架22可拆卸连接，也可以在连接处加设肋板增强连接强度；所述上连接板12和所述下连接板13之
间设置有多个刚性连接件14，每个所述刚性连接件14上螺纹连接有两个锁止螺栓15，所述锁止螺栓15位于所述上连接板12和下连接板13之间，所述刚性连接件14优选钢材制成，其穿过所述上连接板12和下连接板13，刚性连接件14的两端分别延伸出所述上连接板12和下连接板13外侧，且通过接头螺栓16与上连接板12和下连接板13固定，刚性连接件14的中间区域设置有螺纹，与所述锁止螺栓15螺纹连接，转动锁止螺栓15可以在刚性连接件14上移动，可以对上连接板12和下连接板13进行锁止，可以通过逐步调整锁止螺栓15来有限制的释放隧道变形，可以将隧道缓释变形引导至释能机构1的区域内。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构，其特征在于，包括环绕隧道外侧设置的若干个预应力锚杆，以及沿隧道径向设置的若干个释能机构，各所述预应力锚杆沿隧道径向布设，所述预应力锚杆朝向所述围岩内部延伸设置，隧道内设置有初期支护钢架，所述释能机构与隧道的初期支护钢架连接。2.根据权利要求1所述的层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构，其特征在于，所述释能机构包括上连接板和下连接板，所述上连接板的两端以及下连接板的两端分别与初期支护钢架连接，所述上连接板和所述下连接板之间设置有多个刚性连接件，每个所述刚性连接件上螺纹连接有两个锁止螺栓，所述锁止螺栓位于所述上连接板和下连接板之间。3.根据权利要求2所述的层状围岩隧道抗剪和释能的隧道支护结构，其特征在于，所述上连接板和所述下连接板之间填充有多个具有弹...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗德海，莫阳春，张俊儒，徐晨，管鸿浩，何卫，冯冀蒙，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：新型
国别省市：