[实用新型]一种基于软弱围岩隧道的双层初期支护系统

说明书

技术领域

本实用新型提供了一种软弱围岩隧道双层初期支护系统，适用于软弱围岩大变形隧道，属于土木工程技术领域。

背景技术

2007年中国铁路完成了第六次大提速,列车高速化行驶对铁路的线性要求越来越高,越来越多的隧道在铁路建设中涌现。隧道单洞长度纪录不断被刷新、隧道穿越的地质情况愈发复杂。隧道所穿越的这些复杂地质带可能包含软弱围岩、断裂带、甚至是高地应力,穿越这些地质带时隧道存在大变形的可能。

隧道发生大变形后难免会出现施工安全隐患、施工进度延缓、造价攀升、施工质量降低等一系列问题,为避免在施工中出现大变形而导致的重复施工,对于易产生大变形的隧道工程进行机理的研究,掌握大变形的发生、发展规律,采取合理的施工措施,不等灾害发生即可得到治理,可最大限度的减少损失。对于隧道复杂地质段较短的隧道,其大变形问题较容易解决,进行整体换拱即可解决,但对于复杂地质段较长的隧道就不是那么轻松了,因为施工中不可能频繁的换拱,那将大大干扰施工进度,影响施工安全。大变形的预防与处置工作是隧道界施工中长期研究,非常重视的课题。

发明内容

本实用新型解决了背景技术中的不足，提供了一种基于软弱围岩隧道的双层初期支护系统，该系统解决了软弱围岩隧道变形过大的缺点，对于大变形隧道的系统高效化、安全化、规范化、经济化施工有重要影响。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种基于软弱围岩隧道的双层初期支护系统，包括第一层支护和第二层支护，所述的第一层支护由钢架、连接钢筋、锚杆、钢筋网以及砼组成，钢架沿全断面设置，连接钢筋分布于相邻的两钢架之间，所述锚杆为自进式锚杆，沿拱架径向及掌子面方向交错设置，钢筋网挂装在全断面上，砼浇筑于钢架、连接钢筋以及钢丝网上，共同形成第一层支护；所述的第二层支护由钢格删、连接钢筋和砼组成，所述的钢格删中的边墙格栅固定于仰拱砼中，钢格删的环向采用连接钢筋连接，砼浇筑于钢格删和连接钢筋上，共同组成第二层支护。

所述的第一层支护的厚度为20cm，第二层支护的厚度为20cm。

所述的连接钢筋的直径为22mm。

所述的锚杆沿拱架径向及向掌子面方向20度角交错设置，间距为1.0x1.0m，锚杆长拱部为4m，边墙为5m。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点在于双层初期支护系统可避免围岩过分松动和强度的降低，保护围岩具有较好的自稳性，可有效抑制因软弱围岩隧道出现大变形而导致的施工安全隐患，施工进度延缓，造价攀升，施工质量降低等问题，提高了施工过程中的安全性，保证了进度。

附图说明

图1为本实用新型所提供的双层初期支护系统的结构示意图；

图2为第一层支护的环向展开图；

图3为钢架与连接钢筋的连接示意图；

图4为锚杆的环向布置展开图；

图5为钢筋网的结构示意图；

图中：1-钢架，2-连接钢筋，3-锚杆，4-钢筋网，5-第一层支护，6-第二层支护，7-仰拱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做详细具体的说明。

本实用新型提供的基于软弱围岩隧道的双层初期支护系统的结构如图1所示，包括第一层支护5和第二层支护6，所述的第一层支护5的结构如图1所示，由钢架1、连接钢筋2、锚杆3、钢筋网4以及砼组成，钢架1按照2榀/m沿全断面设置，所述钢架1为I22a型钢钢架，连接钢筋2分布于相邻的两钢架之间，如图3所示，钢架1环向采用∮22的连接钢筋2，间距1m。锚杆3采用R32自进式锚杆，沿拱架径向及向掌子面方向20度角交错设置，间距1.0*1.0m，锚杆长拱部为4m，边墙为5m，如图4所示。∮6.5～8的钢筋网4(间距20*20cm)挂装在全断面上，如图5所示，砼浇筑于钢架、连接钢筋以及钢丝网上，共同形成第一层支护，砼厚20cm。

砼采用喷射作业浇筑，喷射作业先从拱脚或墙脚向上喷射，以防止上部喷射回弹料虚掩拱脚(墙脚)而不密实，以致强度不够，造成失稳；先将凹洼部分找平，然后喷射凸出部分，并使其平顺连接；喷射操作应沿水平方向以螺旋形划圈移动，并使喷头尽量保持与受喷面垂直，喷嘴口至受喷面距离以0.6m～1.0m为宜，喷射混凝土表面应大面平整并呈湿润光泽，无干斑或滑移流淌现象；在初喷混凝土后及时进行锚杆安装作业。钻孔前根据设计要求定出孔位，做出标记，锚杆钻孔采用气腿式风枪等凿岩机械；钻孔方向尽量与岩层主要结构面垂直。在分部或台阶法开挖时，初期支护连接处左右均需设不小于两根锁脚锚杆，使钢支撑与围岩连成整体，确保初期支护不失稳。

所述的第二层支护由钢格删、连接钢筋2和砼组成，采用钢格栅喷射砼结构，所述的钢格删中的边墙格栅固定于仰拱7砼中，拱墙设2榀/m的钢格栅，钢格栅环向采用∮22的连接钢筋，间距1m，砼浇筑于钢格删和连接钢筋上，共同组成第二层支护，厚20cm。第一层支护施工完6m左右时，及时跟进仰拱并将第二层支护的边墙格栅预埋于仰拱砼中。仰拱施工完毕后方可对第二层支护进行拼接及喷射砼。拱部单元施工时，首先进行施工放样，确定格栅钢架基脚位置，施作定位系筋，然后架设格栅钢架,设纵向连接筋。墙部单元施工时在墙角部位铺设槽钢垫板，施作定位系筋，对应拱部单元格栅钢架位置架设墙部单元格栅钢架，栓接牢固，设纵向连接筋。拱脚部位易发生塑性剪切破坏，该部位格栅钢架除栓接外，还应四面帮焊，确保接头的刚度和强度。当格栅钢架与初喷层间存在较大间隙时，设骑马或楔形垫块顶紧围岩。