一种软弱地层隧道支护结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种软弱地层隧道支护结构，涉及隧道施工技术领域，解决了现有技术中软弱地层地质条件差，承载力不足，易造成支护沉降，影响隧道整体结构安全的问题

【技术实现步骤摘要】
一种软弱地层隧道支护结构


[0001]本技术属于隧道施工
，具体涉及一种软弱地层隧道支护结构
。

技术介绍

[0002]在软弱地层中修建隧道是当前隧道工程界面临的重要难题之一，软弱地层隧道修建的难点主要在于开挖过程中的支护
。
如何将隧道开挖后的围岩松弛和变形控制在容许范围内是软弱破碎地层
、
浅埋隧道施工的重中之重，针对比较破碎的不良地质段，岩体稳定性差，围岩风化严重，节理发育，夹有泥层，岩层极软弱，地基承载力不足造成支护沉降是隧道初支过程中常会遇到的问题
。
[0003]随着我国目前高速铁路
、
公路的迅猛发展，隧道建设穿越第三系富水粉细砂地层等软弱地层屡见不鲜，由于第三系富水粉细砂地层等软弱地层地段隧道基底地质条件差
、
水稳性差，导致围岩自承能力下降而产生开裂，从而引起路面结构纵向开裂，影响隧道的安全运营
。
[0004]根据隧道围岩压力分布特征可知，隧道拱脚及边墙处围岩压力较大，仰拱处围岩压力较小，但由于仰拱起到抵抗拱脚变形的作用
。
因此当基底承载力较弱时，承受较大围岩压力的拱脚首先为适应基底变形而下沉和收敛，并向仰拱施加变形弯矩，当仰拱抗力不足时势必会引起其结构的变形破坏，从而造成路面产生纵向开裂
。
[0005]因此，需要一种软弱地层隧道支护结构，来解决现有技术中软弱地层地质条件差，承载力不足，易造成支护沉降，影响隧道整体结构安全的问题
。
技术内容
[0006]本技术公开了一种软弱地层隧道支护结构，拟解决现有技术中软弱地层地质条件差，承载力不足，易造成支护沉降，影响隧道整体结构安全的技术问题
。
[0007]为解决上述存在的技术问题，本技术采用的技术方案如下：
[0008]一种软弱地层隧道支护结构，包括初期支护层
、
二次衬砌层
、
仰拱
、
钢拱架及连接在钢拱架两端的支撑槽钢，所述初期支护层位于隧道岩体表面，所述二次衬砌层位于初期支护层的内表面，所述仰拱位于隧道底部的岩体表面，所述钢拱架及支撑槽钢均设置在二次衬砌层内，所述支撑槽钢沿隧道深度方向延伸，所述钢拱架的两端分别固定在两侧的支撑槽钢上，所述钢拱架的两侧沿隧道深度方向均连续设置有连接槽钢，所述连接槽钢上间隔设置有注浆导管和大锁脚锚杆且所述注浆导管和大锁脚锚杆均伸入隧道岩体内，所述注浆导管和大锁脚锚杆的内部均填充有注浆体
。
[0009]上述技术方案的具体工作原理如下：
[0010]本软弱地层隧道支护结构，针对现有技术中软弱地层地质条件差，承载力不足的问题，钢拱架的两端分别固定安装在两侧的支撑槽钢上，支撑槽钢不仅可以对钢拱架提供更好的固定作用，还增大了钢拱架的拱脚基底接触面积，即增大了应力扩散面积，有效的降低了软弱地层隧道墙脚基底应力，提高了地基承载力，进而提高了软弱地层隧道墙脚稳定
性，以及通过注浆导管和大锁脚锚杆伸入隧道岩体内并向内部注浆填充注浆体，以对软弱地层拱脚底部软弱地层进行固结，提高岩体强度，同时提高注浆导管和大锁脚锚杆所受摩阻力
。
通过钢拱架
、
支撑槽钢
、
注浆导管和大锁脚锚杆等组件的共同作用，有效的提高了支护效果，加强整体结构的稳定性，最大限度的抑制钢拱架的沉降，解决了因软弱地层地质条件差
、
承载力不足而导致隧道支护沉降，影响隧道整体结构安全的问题
。
[0011]在进一步的技术方案中，所述钢拱架为对称拱门状，包括上台阶拱架
、
两个中台阶拱架及两个下台阶拱架，两个所述中台阶拱架对称连接在上台阶拱架的两端，两个所述下台阶拱架分别连接在两个中台阶拱架的下端，两个所述下台阶拱架分别固定在两侧的所述支撑槽钢上
。
[0012]在上述方案中，通过将钢拱架分设为上台阶拱架
、
两个中台阶拱架及两个下台阶拱架，加工及运输方便，可以有效的适用于台阶法施工，采用台阶法开挖，工序简单，施工空间大，有利于大型施工机械的施工，提高劳动效率与施工安全度
。
[0013]在进一步的技术方案中，所述连接槽钢包括第一槽钢和第二槽钢，所述第一槽钢连接在中台阶拱架上且沿隧道深度方向连续设置，所述第二槽钢连接在下台阶拱架上且沿隧道深度方向连续设置
。
[0014]在上述方案中，通过第一槽钢和第二槽钢，使中台阶拱架和下台阶拱架上均连接有注浆导管和大锁脚锚杆，增大支护与围岩的接触面积，能够将压力通过注浆导管和大锁脚锚杆向围岩深部传递分散，防止钢拱架挤压脱落及过大沉降
。
[0015]在进一步的技术方案中，所述第一槽钢和第二槽钢上均开设有至少一个预留导管孔和至少一个预留锚杆孔，所述注浆导管设置在预留导管孔内，所述大锁脚锚杆设置在预留锚杆孔内，所述预留导管孔和预留锚杆孔至少间隔一榀钢拱架设置
。
[0016]在上述方案中，通过将注浆导管和大锁脚锚杆分别安装在预留导管孔内和预留锚杆孔内，在水平方向上将注浆导管和大锁脚锚杆间隔布置，保证注浆均匀性，通过焊接安装，施工速度快，可以有效的减少作用时间，可尽快形成支撑体系，提高施工效率，减少开挖面暴露时间，进一步提高隧道施工安全
。
[0017]在进一步的技术方案中，所述第一槽钢和第二槽钢上均连接有四榀钢拱架，所述第一槽钢和第二槽钢上均开设有一个预留导管孔和一个预留锚杆孔，所述第一槽钢上的预留导管孔和预留锚杆孔间隔一榀钢拱架设置，所述第二槽钢上的预留导管孔和预留锚杆孔间隔两榀钢拱架设置，所述第一槽钢和第二槽钢上的预留导管孔和预留锚杆孔均交错设置
。
[0018]在上述方案中，以每四榀钢拱架为一个开挖跨度，将第一槽钢和第二槽钢分别水平安装在中台阶拱架和下台阶拱架上，通过第一槽钢和第二槽钢上交错设置的预留导管孔和预留锚杆孔，使得竖直方向上的注浆导管和大锁脚锚杆的安装位置错开，避免打孔太接近机器会没有空间摆设，影响施工
。
[0019]在进一步的技术方案中，所述注浆导管采用钢花管，所述大锁脚锚杆采用大管棚
。
[0020]在上述方案中，采用钢花管和大管棚进行施工，支护刚度大且容易获得
。
[0021]在进一步的技术方案中，所述大锁脚锚杆采用外径为
89cm
的大管棚，所述大管棚的长度为
4.5m
，所述大管棚的前端
1.5m
内开设有若干个孔洞
。
[0022]在上述方案中，对大管棚注浆填充时，大管棚前端的孔洞使注浆体溢出对大管棚
的前端范围内填充有注浆体，使大管棚前端的软弱地层固结后，增大了大管棚与软弱地层的摩擦力，进而提高了大管棚的锚固效果
。
[0023]在进一步的技术方案中，所述注浆导管采用外径为
32cm<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种软弱地层隧道支护结构，其特征在于，包括初期支护层
(1)、
二次衬砌层
(2)、
仰拱
(3)、
钢拱架
(4)
及连接在钢拱架
(4)
两端的支撑槽钢
(5)
，所述初期支护层
(1)
位于隧道岩体表面，所述二次衬砌层
(2)
位于初期支护层
(1)
的内表面，所述仰拱
(3)
位于隧道底部的岩体表面，所述钢拱架
(4)
及支撑槽钢
(5)
均设置在二次衬砌层
(2)
内，所述支撑槽钢
(5)
沿隧道深度方向延伸，所述钢拱架
(4)
的两端分别固定在两侧的支撑槽钢
(5)
上，所述钢拱架
(4)
的两侧沿隧道深度方向均连续设置有连接槽钢
(6)
，所述连接槽钢
(6)
上间隔设置有注浆导管
(7)
和大锁脚锚杆
(8)
且所述注浆导管
(7)
和大锁脚锚杆
(8)
均伸入隧道岩体内，所述注浆导管
(7)
和大锁脚锚杆
(8)
的内部均填充有注浆体
。2.
根据权利要求1所述的一种软弱地层隧道支护结构，其特征在于，所述钢拱架
(4)
为对称拱门状，包括上台阶拱架
(401)、
两个中台阶拱架
(402)
及两个下台阶拱架
(403)
，两个所述中台阶拱架
(402)
对称连接在上台阶拱架
(401)
的两端，两个所述下台阶拱架
(403)
分别连接在两个中台阶拱架
(402)
的下端，两个所述下台阶拱架
(403)
分别固定在两侧的所述支撑槽钢
(5)
上
。3.
根据权利要求2所述的一种软弱地层隧道支护结构，其特征在于，所述连接槽钢
(6)
包括第一槽钢
(601)
和第二槽钢
(602)
，所述第一槽钢
(601)
连接在中台阶拱架
(402)
上且沿隧道深度方向连续设置，所述第二槽钢
(602)
连接在下台阶拱架
(403)
上且沿隧道深度方向连续设置
。4.
根据权利要求3所述的一种软弱地层隧道支护结构，其特征在于，所述第一槽钢
(601)
和第二槽钢
...

【专利技术属性】
技术研发人员：段现彪，黄煊博，徐永金，丁文其，赵洪波，张清照，王明全，汪范鑫，
申请(专利权)人：云南交投集团云岭建设有限公司，
类型：新型
国别省市：