大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构及施工方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108518229A(43)申请公布日2018.09.11(21)申请号201810370819.5E21D21/02(2006.01)(22)申请日2018.04.24(71)申请人中铁五局集团第五工程有限责任公司地址423000湖南省郴州市北湖区南岭大道866号(72)发明人刘邦玺葛爱玲彭伟平吴秀雄高峰何柯苇(74)专利代理机构贵州启辰知识产权代理有限公司52108代理人唐斌(51)Int.Cl.E21D9/14(2006.01)E21D11/10(2006.01)E21D20/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构及施工方法(57)摘要本发明公开了一种大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构及施工方法，隧洞分为上中下三层，上层（2）有上层钢支撑架，中层中部（3）两侧边墙有中层钢筋混凝土预衬砌（13），下层中部（6）两侧边墙有下层钢筋混凝土预衬砌（17），底部是底板钢筋混凝土衬砌（19），中层与上层边墙角结合部位均布中层超前固结灌浆孔（10），下层与中层边墙角结合部位均布下层超前固结灌浆孔（11），每组固结灌浆孔中灌浆并插入锚杆。本发明取消了传统双侧壁导坑法、CD法、CRD法施工中所面临的临时支撑拆除，既保证了安全，又提高了效率，节约了成本。CN108518229ACN108518229A权利要求书1/2页1.一种大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构，隧洞分为上中下三层，其特征在于：上层（2）有上层钢支撑架，中层中部（3）两侧边墙有中层钢筋混凝土预衬砌（13），下层中部（6）两侧边墙有下层钢筋混凝土预衬砌（17），底部是底板钢筋混凝土衬砌（19），中层与上层边墙角结合部位均布中层超期固结灌浆孔（10），下层与中层边墙角结合部位均布一组下层超期固结灌浆孔（11），每组超前固结灌浆孔中灌浆完成并插入锚杆。2.根据权利要求1所述的大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构，其特征在于：中层钢筋混凝土预衬砌（13）和下层钢筋混凝土预衬砌（17）中预留接长钢筋（14）。3.根据权利要求1所述的大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构，其特征在于：中层钢筋混凝土预衬砌（13）和下层钢筋混凝土预衬砌（17）中分别横向插入中层自进式中空预应力锚杆（15）和下层自进式中空预应力锚杆（18）。4.根据权利要求1所述的大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构，其特征在于：所述的中层超前固结灌浆孔（10）或下层超前固结灌浆孔（11），每组超前固结灌浆孔在隧洞截面内呈扇形均匀分布，相邻两组固结灌浆孔纵向间距0.8-1.2m，每组固结灌浆孔有5-8个，孔口间距0.2-0.3m，每个超前固结灌浆孔与竖向的夹角为10-70°。5.一种大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖施工方法，将隧洞分为上中下三层分别进行开挖，其特征在于：上层（2）中央是上层中导洞（1），中层中部（3）两侧有中层左侧保护层（4）和中层右侧保护层（5），下层中部（6）两侧是下层左侧保护层（7）和下层右侧保护层（8），底部是底板保护层（9），首先贯通上层中导洞（1），然后扩挖上层（2），沿着上层（2）的边墙角对中层的围岩进行超前预固结灌浆后再开挖中层中部（3），中层中部（3）、中层左侧保护层（4）和中层右侧保护层（5）依次开挖完毕后施作中层钢筋混凝土预衬砌（13）并打锚杆（15），之后对下层的围岩进行超前预固结灌浆，再依次开挖下层中部（6）、下层左侧保护层（7）和下层右侧保护层（8），施作下层钢筋混凝土预衬砌（14）并打锚杆（18），最后开挖底板保护层（9），施作底板钢筋混凝土衬砌（19）。6.根据权利要求5所述的大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖施工方法，其特征在于包括以下步骤：开挖上层中导洞（1），贯通后初步进行危石清理，初喷5cm厚钢纤维混凝土封闭岩面，然后进行上层（2）扩挖施工，安装上层钢支撑架；在上层（2）两侧边墙角部位向中层的围岩每隔0.8-1.2m打一组中层固结灌浆孔（10），每组中层固结灌浆孔（10）呈扇形均布在同一个截面内，固结灌浆完成后，将锚杆插入两侧固结灌浆孔进行加固处理；中层中部（3）中部深孔拉槽爆破开挖施工，两侧预留2～2.5m的中层左侧保护层（4）和中层右侧保护层（5）；分左右侧进行水平钻爆开挖中层左侧保护层（4）和中层右侧保护层（5），左右侧钻爆开挖施工错开25～40m，开挖后立即进行钢支撑架立及系统喷锚支护；中层开挖及喷锚支护完成后施作中层钢筋混凝土预衬砌（13）；中层钢筋混凝土预衬砌（13）中打入中层自进式中空预应力锚杆（15）至基岩中；每隔0.8-1.2m在中层中部（3）两侧边墙角部位向下层的围