一种隧道极软岩层收缩拱架初支方法.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CN111502707A(43)申请公布日2020.08.07(21)申请号202010391679.7(22)申请日2020.05.11(71)申请人中铁十八局集团有限公司地址300350天津市津南区双港乡申请人武九铁路客运专线湖北有限责任公司中铁二院工程集团有限责任公司(72)发明人张馨王志坚金强国李老三曾德建黄安建郎珉(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人张琳丽(51)Int.Cl.E21D11/18(2006.01)E21D11/10(2006.01)E21D11/15(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种隧道极软岩层收缩拱架初支方法(57)摘要本发明公开一种隧道极软岩层收缩拱架初支方法，通过现场验证，极软弱炭质、泥质页岩特性是塑性流变，且吸附水、透水，在此基础上以抵抗为主、适当释放为辅的观点采取初支结构措施，能够对症下药治理软岩大变形、初支侵限及塌方，可靠有效；本发明在原来设计初支的基础上适当加大预留沉降变形量，在允许一定变形的基础上杜绝侵限和返工，加快了施工速度，解除了工期在铁路全线的严重紧张程度；此外，本发明提出的限制尺寸收缩拱架设计，加工简单，现场施工方便操作。CN111502707ACN111502707A权利要求书1/1页1.一种隧道极软岩层收缩拱架初支方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤S1：采用三台阶开挖方法，首先开挖预留大于300mm的沉降变形量，并预留核心土；之后设置超前支护；步骤S2：开挖后挂密目网，初喷混凝土，再设立钢拱架、打锁脚锚管，焊接U型钢筋、挂钢筋网片，之后复喷混凝土到设计厚度；步骤S3：在上一级台阶的拱脚以上1.0m、以下1.5m打斜钻孔并注浆加固周边围岩，在下一个台阶开挖时防止蹓塌，避免初支失效；步骤S4：在中台阶立钢拱架时，每间隔若干榀钢拱架使用1榀弹性可收缩拱架，两侧各一节，弹性可收缩拱架的上、下各施作一对锁脚锚管，焊接U型钢筋并注浆加固；步骤S5：对出水点采用水泥－水玻璃双液注浆封水，防止炭质、泥质页岩遇水泥化，造成失稳。2.根据权利要求1所述的隧道极软岩层收缩拱架初支方法，其特征在于：步骤S1中，上台阶每次仅实施1榀拱架。3.根据权利要求1所述的隧道极软岩层收缩拱架初支方法，其特征在于：步骤S1中，预留的沉降变形量增加到600mm。4.根据权利要求1所述的隧道极软岩层收缩拱架初支方法，其特征在于：步骤S2中，初喷混凝土的厚度为50～80mm。5.根据权利要求1所述的隧道极软岩层收缩拱架初支方法，其特征在于：步骤S3中，斜钻孔向下斜打，安装小导管后注浆加固；注浆液为硫铝酸盐水泥浆液。6.根据权利要求1所述的隧道极软岩层收缩拱架初支方法，其特征在于：步骤S4中，每间隔5榀钢拱架使用1榀弹性可收缩拱架。7.根据权利要求1所述的隧道极软岩层收缩拱架初支方法，其特征在于：所述弹性可收缩拱架包括上拱架工字钢和下拱架工字钢，所述上拱架工字钢和所述下拱架工字钢通过弹簧连接，所述弹簧的最大缩程为400mm。8.根据权利要求7所述的隧道极软岩层收缩拱架初支方法，其特征在于：所述上拱架工字钢通过一钢垫板与所述弹簧的顶端连接；所述弹簧的外部罩设有四方钢管，所述下拱架工字钢连接于所述四方钢管的底部。9.根据权利要求1所述的隧道极软岩层收缩拱架初支方法，其特征在于：步骤S1中，超前支护采用若干小导管，所述若干小导管间隔设置在钢拱架的顶部，并垂直于钢拱架设置。2CN111502707A说明书1/4页一种隧道极软岩层收缩拱架初支方法技术领域[0001]本发明涉及隧道施工技术领域，特别是涉及一种隧道极软岩层收缩拱架初支方法。背景技术[0002]某高速铁路双线隧道，地处荆山山脉，属构造剥蚀低山地貌区。隧道洞身通过地层为新滩组(S1x)砂质页岩，如图1所示。隧址区位于扬子准地台一级构造单元北缘，上扬子陆块褶皱带之神农架-荆门台坪褶皱带内。地下水主要类型有第四系孔隙潜水、基岩裂隙水，大气降水及地表水是区内地下水的主要补给来源。[0003]隧道分进口、横洞、出口三个工区四个作业面组织施工，开挖断面约150m2，横洞小里程DK471+500附近，开挖揭示岩性主要为青灰色砂质页岩，薄～中厚层状，岩层走向顺线路方向发展，倾向由左向右，视倾角约85°，岩质较软；受田家沟断层影响，岩体较破碎，节理裂隙发育，沿裂隙面局部见方解石脉充填，掌子面右侧夹软弱夹层，宽度约4m；掌子面局部有股状地下水流出，围岩遇水软化，围岩自稳能力差，开挖过程中局部存在溜坍、掉块现象。[0004]针对上述工况，传统的施工工法采用三台阶法+临时仰拱，开挖预留变形量300mm。此外，设计Va复合式衬砌结构，采用拱架+超前小导管初支结构，拱