一种极高地应力软岩隧道非对称大变形双层初期支护结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114991823A(43)申请公布日2022.09.02(21)申请号202210821049.8(22)申请日2022.07.12(71)申请人成都理工大学地址610000四川省成都市二仙桥东三路1号(72)发明人孟陆波张煜李天斌江勇顺宋涛李攀(74)专利代理机构成都顶峰专利事务所(普通合伙)51224专利代理师杨国瑞(51)Int.Cl.E21D11/10(2006.01)E21D11/18(2006.01)E21D11/22(2006.01)E21D21/00(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图3页(54)发明名称一种极高地应力软岩隧道非对称大变形双层初期支护结构(57)摘要本发明涉及软岩隧道支护技术领域，公开了一种极高地应力软岩隧道非对称大变形双层初期支护结构，包括有用于为极高地应力软岩隧道提供第一层柔性支护的挂网喷砼层、可伸长式恒阻锚杆、可缩动钢拱架和二次喷砼层以及用于为所述极高地应力软岩隧道提供第二层刚性支护的刚性钢拱架和三次喷砼层，其中，所述可伸长式恒阻锚杆有若干个并分别位于所述极高地应力软岩隧道的断面内的最大主应力方位和易变形方位，所述可缩动钢拱架的可缩动接口有若干个并分别设置在所述最大主应力方位的垂直侧和所述易变形方位，如此可实现高效地适应并抵抗极高地应力的目的，防止被轻易破坏，进而确保能够解决极高地应力软岩隧道非对称大变形的防控问题。CN114991823ACN114991823A权利要求书1/3页1.一种极高地应力软岩隧道非对称大变形双层初期支护结构，其特征在于，包括有用于为极高地应力软岩隧道提供第一层柔性支护的挂网喷砼层(21)、可伸长式恒阻锚杆(31)、可缩动钢拱架(4)和二次喷砼层(22)以及用于为所述极高地应力软岩隧道提供第二层刚性支护的刚性钢拱架(5)和三次喷砼层(23)；所述挂网喷砼层(21)附着在所述极高地应力软岩隧道的内壁上且设置有第一混凝土变形缝；所述可伸长式恒阻锚杆(31)嵌设在所述极高地应力软岩隧道的围岩中，所述可伸长式恒阻锚杆(31)有若干个并分别位于所述极高地应力软岩隧道的断面内的最大主应力方位和易变形方位(103)，其中，所述最大主应力方位和所述易变形方位(103)预先通过对所述极高地应力软岩隧道进行非对称大变形判识而得；所述可缩动钢拱架(4)采用工字钢截面可缩动钢拱架来支撑所述挂网喷砼层(21)，其中，所述工字钢截面可缩动钢拱架的可缩动接口(41)有若干个并分别设置在所述最大主应力方位的垂直侧和所述易变形方位(103)；所述二次喷砼层(22)附着在所述可缩动钢拱架(4)上且设置有第二混凝土变形缝；所述刚性钢拱架(5)采用工字钢截面钢拱架来支撑所述二次喷砼层(22)；所述三次喷砼层(23)附着在所述刚性钢拱架(5)上且无需设置混凝土变形缝。2.如权利要求1所述的极高地应力软岩隧道非对称大变形双层初期支护结构，其特征在于，所述最大主应力方位预先通过对所述极高地应力软岩隧道进行非对称大变形判识而得，包括：对所述极高地应力软岩隧道进行地质调查及地应力测试，得到地应力及各种角度测量结果，其中，所述地应力及各种角度测量结果包含有岩层倾向、岩层倾角、最大主应力与岩层面的夹角、隧道轴线与岩层面的夹角和最大主应力与隧道轴线的夹角；根据所述地应力及各种角度测量结果，确定得到所述极高地应力软岩隧道的断面内的最大主应力方位。3.如权利要求1所述的极高地应力软岩隧道非对称大变形双层初期支护结构，其特征在于，所述易变形方位(103)预先通过对所述极高地应力软岩隧道进行非对称大变形判识而得，包括：对所述极高地应力软岩隧道进行地质调查及地应力测试，得到地应力及各种角度测量结果，其中，所述地应力及各种角度测量结果包含有岩层倾向、岩层倾角、最大主应力与岩层面的夹角、隧道轴线与岩层面的夹角和最大主应力与隧道轴线的夹角；根据所述地应力及各种角度测量结果，通过大变形非对称分析标注得到所述极高地应力软岩隧道的断面内的易变形方位。4.如权利要求1所述的极高地应力软岩隧道非对称大变形双层初期支护结构，其特征在于，预先对所述极高地应力软岩隧道进行非对称大变形判识，还包括：对所述极高地应力软岩隧道进行地质调查，得到围岩特征描述内容、最大水平主应力的大小和围岩抗压强度；根据所述围岩特征描述内容、最大水平主应力的大小和围岩抗压强度，按照如下方式得到所述极高地应力软岩隧道的大变形等级：当所述围岩特征描述内容包含有锤击声不清脆、无回弹、轻易击碎和浸水后指甲可刻2CN114991823A权利要求书2/3页出印痕的信息、所述最大水平主应力的大小位于区间(10MPa，20MPa]且所述围岩抗压强度位于区间[6MPa，10MPa]时，确定所述极高地应力软岩隧道的大变形