[发明专利]一种隧道支护结构

说明书

一种隧道支护结构，包括通过爆破隧道上方一定高度处的陷落柱周围的完整岩体形成的环形人工爆破区域，爆破后的陷落柱形状为钉子型；自施工硐室穿过陷落柱且进入前方稳定岩体一段距离的管棚管，管棚管包括注浆钢管和普通钢管；自管棚管之间环向空隙向上方陷落柱插入有竖向注浆钢管，竖向注浆钢管外端与管棚管焊接，同时，相邻的多个竖向注浆钢管的外漏端可交汇于一点，形成交汇点，每3个交汇点焊接在一起，形成三角形稳定结构；钢拱架沿隧道轴向并列布置，此外，自施工硐室向陷落柱方向施工有排水孔，排水孔底端高度高于注浆加固区域高度。本发明隧道过陷落柱支护结构稳定性强于现有技术。

技术领域

本发明涉及隧道施工领域，具体涉及一种隧道过岩溶柱/陷落柱支护结构。

背景技术

山地隧道开挖于山体内，开挖过程中会遇到岩溶柱/陷落柱等不良地质地段，处治措施稍有不当就会引起岩溶柱/陷落柱内碎石突入隧道，不但会在隧道施工期间带来各种威胁，还会对运营期的隧道安全带来威胁。现有技术主要采用注浆加固岩溶区/陷落柱内碎石，增加隧道支护强度的方式治理，存在注浆体不牢固等问题，后期岩溶柱/陷落柱易再次塌落的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种隧道支护结构，包括隧道、与隧道交汇且垂直于隧道的陷落柱、距离陷落柱一段距离且通过扩刷隧道顶板形成施工硐室、通过爆破隧道上方一定高度处的陷落柱周围的完整岩体形成的环形人工爆破区域，爆破后的陷落柱形状为钉子型；

还包括自施工硐室穿过陷落柱且进入前方稳定岩体一段距离的管棚管，管棚管包括注浆钢管和普通钢管，注浆钢管对管棚管附近、陷落柱区域碎石注浆加固，普通钢管可采用实心或者高强度空心钢管，以此既提高整个管棚管的整体强度又能实现注浆充填，注浆钢管和普通钢管交错布置，且外露于施工硐室的一端连接为一体；

自管棚管之间环向空隙向上方陷落柱插入有竖向注浆钢管，通过竖向注浆钢管进行注浆，使得陷落柱破碎岩体胶结为一体，竖向注浆钢管注浆范围的高度大于人工爆破区域高度；竖向注浆钢管外端与管棚管焊接，同时，相邻的多个竖向注浆钢管的外漏端可交汇于一点，形成交汇点，交汇点位于管棚管下方，隧道顶板以上，每3个交汇点焊接在一起，形成三角形稳定结构；

钢拱架沿隧道轴向并列布置，即沿隧道长度方向不留间隙，直至在陷落柱段全部采用钢拱架支护；采用液压支柱向上支撑交汇，液压支柱底端支设于钢拱架顶部；

钢拱架与管棚管之间空隙内注有混凝土材料；

此外，自施工硐室向陷落柱方向施工有排水孔，排水孔底端高度高于注浆加固区域高度，使得排水孔可以将注浆加固区域上方的陷落柱水人工排出。

优选的，环形人工爆破区域可自施工硐室向陷落柱方向施工爆破孔进行爆破形成、或通过水力压裂手段形成。

优选的，环形人工爆破区域石块粒径与陷落柱区域内原始碎石粒径基本一致。

优选的，可以先施工水平钻孔，在水平钻孔内插入管棚管；可以使用钻头带动管棚管直接钻进，钻进结束，将钻头和管棚管留在孔内即可。

优选的，施工竖向注浆钢管之前，清理干净管棚管下部陷落柱碎石。

优选的，采用液压支柱向上支撑交汇时，可对竖向注浆钢管进行补充注浆。

优选的，部分竖向注浆钢管可穿过人工爆破区并进入稳定岩层，并对人工爆破区域、陷落柱区域进行注浆。

优选的，竖向注浆钢管可以使用钻头带动注浆钢管直接钻进，钻进结束，将钻头和竖向注浆钢管留在孔内即可；也可以先施工竖向钻孔，之后向竖向钻孔内插入竖向注浆钢管。

优选的，陷落柱段外一定距离也支护钢拱架，即钢拱架支护范围大于陷落柱段长度/直径，钢拱架长度方向进行焊接固定。

本发明的有益技术效果为：