[发明专利]复合地层支护方法及支护结构

说明书

本发明涉及隧道支护技术领域，提供了一种复合地层支护方法，包括如下步骤：在软弱地层中施工管幕钢管，且管幕钢管的一端施工至软弱地层与硬性地层的分界面处；相邻管幕钢管通过锁扣接头互锁在一起；在管幕钢管和锁扣接头内灌注水泥砂浆，待水泥砂浆凝固后形成管幕注浆体；在管幕钢管内的管幕注浆体中施工管棚钢管；所述管棚钢管的一端穿过软弱地层与硬性地层的分界面而钻至硬性地层中的预定位置；在管棚钢管内灌注水泥砂浆，待水泥砂浆凝固后形成管棚注浆体。本发明实施例提供的复合地层支护方法，避免了在软弱地层与硬性地层的分界面出现支护软弱区，提高了在软弱地层与硬性地层的交界处的支护效果。

技术领域

本发明涉及隧道支护技术领域，尤其是一种复合地层支护方法及支护结构。

背景技术

目前，管幕和管棚作为超前支护措施在隧道超前支护施工中被广泛应用。

管幕是利用大直径钢管密排，并通过锁扣相互咬合而连接在一起，预先在地层中形成的钢管帷幕结构；其具有刚度大、止水效果好、抗变形能力强、施工安全可靠等优点，适用于软弱地层，对于硬性地层，如中、微风化岩层的适用性较差。

管棚是采用各类钢管间隔预先在地层中形成的钢管棚护结构，各钢管之间不咬合；其具有施工灵活、施工安全可靠等优点，适用于不需要太大承载力、无需止水的硬性地层，对于需要大承载力、且需要止水的软弱地层则不适合。

复合地层是指在地下工程开挖断面范围内和开挖延伸方向上，由两种或两种以上不同地层组成，且这些地层的岩土力学、工程地质和水文地质等特征相差悬殊的组合地层。针对复合地层中的超前支护，单独采用管幕或管棚的效果均较差；因此，常采用管幕与管棚共同对复合地层进行超前支护。

图1中示出了一种复合地层中的超前支护结构，其支护方法为：参见图1，在软弱地层10中从左向右施工管幕钢管12和管棚钢管13；其中，管幕钢管12的右端施工至软弱地层10与硬性地层11的分界面14处，而管棚钢管13的右端穿过软弱地层10与硬性地层11的分界面14而延伸至硬性地层11中的预定位置。

上述支护方法，虽然可通过管幕与管棚组成的支护结构对复合地层进行超前支护，但是在软弱地层10与硬性地层11的分界面13处，如图1中虚线位置的A处，易出现支护软弱区，导致支护效果较差；在后续隧道开挖过程中，易造成软弱地层内的地下水从A处流至隧道内，影响隧道施工安全。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种复合地层支护方法及支护结构，提高在软弱地层与硬性地层的交界处的支护效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：复合地层支护方法，包括如下步骤：

S1、在软弱地层中施工管幕钢管，且管幕钢管的一端施工至软弱地层与硬性地层的分界面处；相邻管幕钢管通过锁扣接头互锁在一起；

S2、在管幕钢管和锁扣接头内灌注水泥砂浆，待水泥砂浆凝固后形成管幕注浆体；

S3、在管幕钢管内的管幕注浆体中施工管棚钢管；所述管棚钢管的一端穿过软弱地层与硬性地层的分界面而钻至硬性地层中的预定位置；

S4、在管棚钢管内灌注水泥砂浆，待水泥砂浆凝固后形成管棚注浆体。

进一步的，所述管幕钢管的管壁上设置有若干个管幕注浆通孔。

进一步的，所述管棚钢管的管壁上设置有若干个管棚注浆通孔。

复合地层支护结构，包括管幕钢管和管棚钢管；所述管幕钢管设置在软弱地层中，且其一端延伸至软弱地层与硬性地层的分界面处；相邻管幕钢管通过锁扣接头互锁在一起；所述管幕钢管与锁扣接头内浇筑有管幕注浆体；所述管棚钢管设置在管幕钢管内的管幕注浆体中，且管棚钢管的一端穿过软弱地层与硬性地层的分界面而延伸至硬性地层中；所述管棚钢管内浇筑有管棚注浆体。