[发明专利]一种多级吸能式隧道支护结构及其施工方法

权利要求书

1.一种多级吸能式隧道支护结构，其特征在于：包括有让压锚杆、玄武岩纤维格栅、吸能式泡沫-纤维喷射混凝土层和多级吸能式钢架，所述的多级吸能式钢架包括有吸能式钢拱架外环、多级吸能环和吸能式钢拱架内环，所述多级吸能环安装在吸能式钢拱架外环与吸能式钢拱架内环之间，所述的吸能式泡沫-纤维喷射混凝土层位于玄武岩纤维格栅和吸能式钢拱架外环之间，所述的让压锚杆的一个端部与玄武岩纤维格栅固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种多级吸能式隧道支护结构，其特征在于：所述的多级吸能环是通过三层半圆形高强钢材制成的，多级吸能环分别与吸能式钢拱架内环和吸能式钢拱架外环焊接连接。

3.根据权利要求1所述的一种多级吸能式隧道支护结构，其特征在于：所述的玄武岩纤维格栅的网格尺寸为15×25mm。

4.根据权利要求1所述的一种多级吸能式隧道支护结构，其特征在于：所述的吸能式泡沫-纤维喷射混凝土层采用的纤维为3~5mm短切玄武岩纤维，吸能式泡沫-纤维喷射混凝土层的厚度为30~45mm。

5.根据权利要求1所述的一种多级吸能式隧道支护结构，其特征在于：所述的多级吸能式钢架的拼接方式采用双侧吸能式钢拱架拼接钢板加连接螺栓的形式连接，每侧4颗连接螺栓。

6.根据权利要求1所述的一种多级吸能式隧道支护结构，其特征在于：所述的让压锚杆包括让压锚杆螺栓、让压锚杆托盘、让压锚杆吸能弹簧、让压锚杆挡板和让压锚杆杆体，让压锚杆托盘、让压锚杆挡板在中心开孔后套至让压锚杆杆体，让压锚杆吸能弹簧套于让压锚杆托盘、让压锚杆挡板中间，让压锚杆螺栓与让压锚杆杆体通过螺纹连接，让压锚杆与所述的玄武岩纤维格栅采用咬合方式连接。

7.根据权利要求6所述的一种多级吸能式隧道支护结构，其特征在于：所述的让压锚杆吸能弹簧采用高强钢材制成的，所述让压锚杆杆体采用中空式注浆杆体。

8.根据权利要求1所述的一种多级吸能式隧道支护结构，其特征在于：所述的多级吸能式钢架沿隧道方向间距1.0~1.5m布置。

9.一种多级吸能式隧道支护结构的施工方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤一：根据地质勘查资料、围岩揭露情况确定隧道支护结构参数和设计参数；

步骤二：开展支护结构设计，包含让压锚杆角度、长度、注浆参数、间距、多级吸能式钢架分块数量、间距、玄武岩纤维格栅的网格尺寸、吸能式泡沫-纤维喷射混凝土层的配合比、厚度及纤维掺量；

步骤三：根据支护结构设计方案，开展支护结构材料预制工作；

步骤四：喷射15~25cm厚吸能式泡沫-纤维喷射混凝土层，封闭围岩面；

步骤五：敷设玄武岩纤维格栅网和让压锚杆；让压锚杆一端穿过玄武岩纤维格栅网格间空隙，控制让压锚杆螺栓加紧让压锚杆挡板和玄武岩纤维格栅网；

步骤六：根据支护结构设计喷射足够厚度的吸能式泡沫-纤维喷射混凝土层；

步骤七：架设多级吸能式钢架，并采用双侧吸能式钢拱架拼接钢板加连接螺栓的形式连接；

步骤八：重复步骤三至步骤七，沿隧道方向设置下一段支护结构。