[实用新型]适用于缓倾层状岩体的隧道组合支护结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及铁路隧道，特别涉及一种适用于缓倾层状岩体的隧道组合支护结构。

背景技术

岩体结构通常可划分为完整结构、块裂结构、碎裂结构、层状结构、散体结构五大类，其中以层面为结构面的层状岩体结构分类可分为互层、间层、薄层和软层，其强度主要受岩块强度、结构面强度、岩层面与最大主平面夹角及产生的破坏控制。缓倾层状岩体指岩层面与水平面夹角小于20～30°的层状岩体，通常为沉积岩，可以由单一岩性组成，也可以由不同岩性互层或夹层组合而成，层面常有层间错动，层面结合力较弱，其破坏多为顶部弯曲下沉和产生离层，当下沉量较大时，分层出现折断破坏。在成层性好且软弱夹层发育、产状缓倾的层状岩体中开挖大跨度隧洞，洞顶围岩稳定性问题突出，层状岩体中大量赋存的缓倾状结构面易导致隧道薄层和中厚层顶板岩层下沉折断，如果支护强度刚度不够或支护时间不及时，拱顶岩层极易发生冒落，而且冒落跨度从下往上依次递减，最后形成阶梯型的塌落空间，对拱顶部位的稳定特别不利。

目前隧道普遍采用锚喷支护技术为核心的新奥法施工，初期支护层由锚杆、钢筋网、喷射混凝土等组成，锚杆、钢筋网通常沿拱墙部位均匀布置，喷射混凝土层厚度沿拱墙位置厚度相等，这种常规的隧道支护体系在缓倾层状岩体中不具针对性，既造成工程材料和投资的浪费，同时不能重点解决拱部岩层冒落、坍塌的问题，容易发生工程事故。因此亟需针对缓倾层状岩体重点研究解决隧道拱部稳定性的特殊支护结构体系。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于缓倾层状岩体的隧道组合支护结构，以有效加固隧道顶板岩体，控制围岩变形和失稳，保证拱部岩体稳定，充分保证开挖后围岩和支护的稳定，并能维持开挖面稳定，减小拱顶沉降量，保证施工安全。

本实用新型的目的所采用的技术方案如下：

本实用新型适用于缓倾层状岩体的隧道组合支护结构，包括格栅钢架、喷射混凝土拱部段、喷射混凝土边墙段、拱部径向锚杆、超前锚杆或超前小导管，其特征是：所述拱部径向锚杆、超前锚杆或超前小导管配置于拱部120°范围内，且与格栅钢架牢固连接，格栅钢架间设纵向连接筋。

本实用新型的有益效果是，针对缓倾层状岩体隧道开挖破坏特征，重点加强拱部支护结构的强度和刚度，能有效加固隧道顶板岩体，控制围岩变形和失稳，保证拱部岩体稳定；超前预支护与拱部加强支护的组合结构充分保证开挖后围岩和支护的稳定，并能维持开挖面稳定，减小拱顶沉降量，保证施工安全；结构轻巧，制作工艺简单，安装架设方便，受力条件好，能及时支护，快速承担荷载，在围岩变形初期能有效控制变形，防止围岩发生有害变形；成本节省，格栅钢架用钢量少，经济型方面远远优于型钢钢架，人工及机械费用也大大减少，同时取消用处不大的边墙锚杆，在边墙围岩条件较好情况下减薄喷射混凝土厚度、取消边墙格栅，节约大量投资，在保证安全施工情况下产生巨大的经济及社会效益；施工速度快，格栅安装时间短，并节省了边墙锚杆和格栅施作时间，能实现缓倾岩层隧道快速支护施工。

附图说明

本说明书包括如下五幅附图：

图1是本实用新型适用于缓倾层状岩体的隧道组合支护结构实施例1的断面图；

图2是沿图1中A-A线的剖视图；

图3是图1中局部C的放大视图；

图4是本实用新型适用于缓倾层状岩体的隧道组合支护结构实施例2的断面图；

图5是沿图4中B-B线的剖视图；

图中部位名称及所对应的标记：格栅钢架1、喷射混凝土拱部段2、喷射混凝土边墙段3、拱部径向锚杆4、超前锚杆或超前小导管5、锁脚锚管6、钢筋网13、掌子面7、下台阶未开挖部8、纵向连接筋9、垫钢板10、格栅主筋11、格栅联系筋12、拱部径向锚杆长度l₁、环向间距d₁、纵向间距d₂、格栅钢架纵向间距d₃、超前锚杆或小导管长度l₂、纵向间距d₄、上台阶高度h₁、下台阶高度h₂、总高度H。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本实用新型进一步说明。