极高地应力软岩大变形隧道多级让抗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CN110847930A(43)申请公布日2020.02.28(21)申请号201911250500.XE21D11/10(2006.01)(22)申请日2019.12.09E21D21/00(2006.01)E21D11/22(2006.01)(71)申请人中交第一公路勘察设计研究院有限E21D9/04(2006.01)公司E21D9/14(2006.01)地址710075陕西省西安市高新技术开发区科技二路63号(72)发明人韩常领李宗平徐晨刘长风唐启董长松(74)专利代理机构西安新思维专利商标事务所有限公司61114代理人黄秦芳(51)Int.Cl.E21D11/00(2006.01)E21D20/00(2006.01)E21D11/18(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图11页(54)发明名称极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构及施工方法(57)摘要本发明涉及一种极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构及施工方法，开挖近圆型断面隧道后，向围岩内间隔打设长锚索和短锚杆，在长锚索和短锚杆的尾端架立环形的型钢钢架并喷射混凝土，向围岩内增打补强加长或加密锚索，再次架设钢架、喷射混凝土组成多层延期支护；多层延期支护内侧施做钢筋混凝土衬砌结构，长锚索、短锚杆、多层支护和钢筋混凝土衬砌结构组成多级让抗支护结构。本发明通过预留变形量主动卸压，通过长锚索、短锚杆及时高预紧力锚固使表层围岩压力向围岩深部转移并扩大围岩承载圈，通过让抗支护结构提供高阻力与连续变形能力，通过钢筋混凝土结构抵抗流变作用，能有效控制围岩变形，保证结构长期稳定。CN110847930ACN110847930A权利要求书1/2页1.极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构，其特征在于：开挖近圆型断面隧道后，向围岩内间隔打设长锚索（1）和短锚杆（2），在长锚索（1）和短锚杆（2）的尾端架立环向的型钢钢架并喷射混凝土，之后向围岩内增打补强加长或加密锚索（10）再次架立钢架、喷射混凝土，两层结构组成多层延期支护（3）；多层延期支护（3）内侧施做钢筋混凝土衬砌结构（4），长锚索（1）、短锚杆（2）、多层延期支护（3）和钢筋混凝土衬砌结构（4）组成多级让抗支护结构。2.根据权利要求1所述的极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构，其特征在于：多层延期支护（3）喷混凝土层环向间隔设置有喷混凝土纵向缝（12），喷混凝土纵向缝（12）内设置钢板（19）与钢管（20），钢管（20）受压后收缩。3.根据权利要求2所述的极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构，其特征在于：长锚索（1）的锚固端深入围岩的深层稳定区（7）。4.根据权利要求3所述的极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构，其特征在于：短锚杆（2）全长锚固在围岩的浅层破裂区（5）。5.根据权利要求4所述的极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构，其特征在于：长锚索（1）和短锚杆（2）的端部设置有W钢带（14）与垫板（15），W钢带（14）按3根1组将长锚索（1）和短锚杆（2）连在一起，每根锚索、锚杆均施加高预紧力；短锚杆（2）与W钢带（14）联合作用形成浅层围岩压缩带。6.根据权利要求5所述的极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构，其特征在于：长锚索（1）端部设置有长锚索可让压装置（13），长锚索可让压装置（13）包括套筒式结构（21）和刚性套管（22），长锚索（1）端部穿过刚性套管（22），并通过楔子（23）固定于刚性套管（22）内；套筒式结构（21）内设内螺纹，刚性套管（22）设外螺纹，通过刚性套管（22）挤压套筒式结构（21）内螺纹实现纵向滑移；套筒式结构（21）的端部设有外螺纹，刚性套管（22）穿过W钢带（14）上预留的孔洞再通过螺母（24）固定于垫板（15）上。7.根据权利要求6所述的极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构，其特征在于：型钢钢架（16）环向由多个节段拼接，拼接处设置可伸缩接头（17），可伸缩接头（17）为承插式接头，接头上预留螺栓孔（18），与预设在喷混凝土纵向缝（12）内的可压缩钢管（20）共同实现让压变形。8.极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构的施工方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：采用三台阶法开挖隧道，采用机械开挖，少爆破，少扰动；步骤二：开挖后及时施作短锚杆（2），长500cm，采用树脂全长快速锚固，恢复临空面的法向应力，将松散、薄层状岩层锚固成厚层状，形成浅部围岩压缩带，实现协调、均匀变形；步骤三：施作高预应力长锚索（1），短锚杆（2）、长锚索（1）间隔布设，长锚索（1）长度为1-1.5倍洞径，将浅部锚杆加固区与深层稳定区连成整体，加大围岩承载圈；长锚索（1）延伸率小，杆体设置长锚索可让压装置