[发明专利]一种隧洞边墙垮塌处的支护结构

说明书

本发明公开了一种隧洞边墙垮塌处的支护结构及其支护方法，属于隧洞施工技术领域，提供一种可对隧洞边墙垮塌处进行有效支护的支护结构及其支护方法，所述支护结构包括初期支护结构，还包括在隧洞边墙的垮塌处设置的与垮塌空腔的形状对应的复拱支护结构，所述复拱支护结构包括复拱锚喷支护、复拱型钢拱架和支撑杆。本发明通过设置针对隧洞边墙垮塌空腔的复拱支护结构，可起到对垮塌空腔的有效支护；并且通过设置特定支撑角度的支撑杆后，可对垮塌空腔的内壁面起到最大限度的支撑效果，提供最佳的支撑力；进而确保对垮塌处的有力支撑，避免后续进一步发生垮塌情况。本发明可有效保证隧洞施工安全，为工程投资和工期的控制提供保证。

技术领域

本发明涉及隧洞施工技术领域，尤其涉及一种隧洞边墙垮塌处的支护结构及其支护方法。

背景技术

在水利水电工程的隧洞开挖过程中，首先是地质人员根据现场情况判定围岩类别，然后根据围岩类别及时对围岩进行相应的初期支护，如Ⅲ类围岩采用锚喷支护，Ⅳ类围岩采用锚喷支护辅以局部型钢拱架或格栅拱架支护，Ⅴ类围岩采用锚喷支护辅以型钢拱架或格栅拱架支护等；这些初期支护结构通常可以保证施工期隧洞围岩的稳定。但是，由于地质条件的复杂性，在隧洞的开挖过程中可能会遇到构造发育、地下水活动强烈及软弱夹层等不良地质现象，这些不良地质现象往往会引起一定程度的隧洞围岩垮塌，上述初期支护结构虽然可以维持隧洞边墙围岩短时间内的稳定，但在后期应力调整、地下水长期作用等影响下，隧洞边墙围岩仍可能发生垮塌，不仅会给施工带来安全隐患，同时也可能造成工程投资的增加和工期的延误；并且在垮塌处，围岩受力情况发生较大变化，原有的初期支护已经很难对垮塌后的空腔进行有效支护；因此，在发生垮塌情况后，需要及时对垮塌处进行有效的支护，才能确保垮塌空腔不再进一步扩大，同时也可确保后续施工的安全性。

隧洞边墙发生垮塌后，目前常采用的处理方式为先对空腔内的松动岩块进行清除，然后直接采用混凝土、石块或者用装有喷混凝土材料的袋子等对空腔进行填充。但是，由于填充体相对独立存在，与空腔周围岩体未连成整体，其在应力调整过程中仍可能向临空面产生变形，即填充体发生指向洞内的变形。因此，前述对隧洞边墙垮塌的处理方式支护效果较差，容易在后续施工过程中出现二次垮塌，这样不仅会给后续施工带来安全隐患，同时也可能进一步造成工程投资的增加和工期的延误。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种可对隧洞边墙垮塌处进行有效支护的支护结构及其支护方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种隧洞边墙垮塌处的支护结构，包括初期支护结构，所述初期支护结构为初期锚喷支护与初期型钢拱架的组合支护结构，还包括在隧洞边墙的垮塌处设置的与垮塌空腔的形状对应的复拱支护结构，所述复拱支护结构包括复拱锚喷支护、复拱型钢拱架和支撑杆；所述复拱锚喷支护包括从垮塌空腔的内壁面插入到岩体内的锚杆和喷射在垮塌空腔内壁面的喷混凝土层，所述复拱型钢拱架沿垮塌空腔的内壁面设置，所述复拱型钢拱架与所述初期型钢拱架在相接处为固定连接，所述支撑杆设置于垮塌空腔内，并且支撑杆的一端与复拱型钢拱架固定连接，支撑杆的另一端与对应的初期型钢拱架固定连接。

进一步的是：所述支撑杆的轴向方向与该支撑杆在垮塌空腔的内壁面上对应处的法向方向所形成的夹角为θ，并且有：0≤θ≤30°。

进一步的是：还包括连接杆，所述连接杆设置于垮塌空腔内，并且每根连接杆同时与至少两根支撑杆固定连接；通过连接杆与支撑杆的连接，在垮塌空腔内形成平面网状结构或者三维网状结构。

进一步的是：所述初期型钢拱架由格栅拱架代替。

进一步的是：所述支撑杆为型钢或者钢管。

进一步的是：所述支撑杆的两端均为焊接连接。

进一步的是：在垮塌空腔内填充有填充体，所述填充体为混凝土或者混凝土与块石的混合体。