[实用新型]一种极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构

说明书

本实用新型涉及一种极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构，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。本实用新型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。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构。

背景技术

随着道路等级的提高，长、大、深埋隧道日益增多，遇到的地质条件更加复杂，地应力更高，在施工过程中会出现更多的地质灾害问题，像硬岩岩爆，软岩大变形，岩溶涌突水等问题。由于对地质灾害产生机理认识不清，按常规理念进行设计施工，会导致采用的支护结构、施工工法与地质环境不适应，导致各类灾害性事故的发生，尤其是软岩大变形隧道，未能充分考虑隧道所处的极高地应力环境以及原始岩体极软弱、流变效应明显的工程特征，问题更为突出，采用的支护结构多以抗为主，一味通过加大支护强度与刚度，使开挖断面、结构厚度、结构用钢量越来越大，但仍不能有效控制围岩及支护结构变形；在施工中未能有效利用时空效应以及围岩深层锚固与围岩自承载作用，导致施工中变形量大、变形速率快，变形不可控，施工安全风险大，出现支护开裂、钢架扭曲、侵限等问题，建了拆、拆了建，出现多次返工，不仅加大了施工安全风险，延长了建设周期，也使工程投资急剧增加；还有在施工中勉强建成，运营几年后衬砌结构仍出现开裂问题，需要中断交通进行加固整治，严重影响了道路的正常运营。

因此，需要针对极高地应力条件下挤压大变形隧道提出新的支护形式，通过有效的支护手段、施工工法，强化过程控制，充分挖掘围岩承载能力，确保支护体系与复杂地质环境相适应，避免围岩及支护结构侵限、换拱，对软岩大变形隧道施工安全、保证施工进度与衬砌结构的长期稳定都具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种极高地应力软岩大变形隧道多级让抗支护结构，该让抗支护结构及施工方法针对极高地应力、软岩力学特性以及流变作用的长期影响，充分挖掘围岩自承能力，以主动锚固、应力释放、让抗支护、高强衬砌结构为手段，将浅层支护与深层锚固相结合扩大承载圈，让抗支护结构协同受力，有效控制围岩变形量及变形速率，避免支护结构侵限而频繁拆换拱、施工进度缓慢、工程费用急剧增加的情况，极大提高了施工安全性与支护结构的可靠性。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种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和短锚杆，在长锚索和短锚杆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再次架立钢架、喷射混凝土，两层结构组成多层延期支护；

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、多层延期支护和钢筋混凝土衬砌结构组成多级让抗支护结构。

多层延期支护喷混凝土层环向间隔设置有喷混凝土纵向缝，喷混凝土纵向缝内设置钢板与钢管，钢管受压后收缩。

长锚索的锚固端深入围岩的深层稳定区。

短锚杆全长锚固在围岩的浅层破裂区。

长锚索和短锚杆的端部设置有W钢带与垫板，W钢带按3根1组将长锚索和短锚杆连在一起，每根锚索、锚杆均施加高预紧力；短锚杆与W钢带联合作用形成浅层围岩压缩带。