[发明专利]蘑菇型断面隧洞的支护结构及其施工方法

说明书

本发明提供了一种蘑菇型断面隧洞的支护结构及其施工方法，属于隧道工程技术领域。它解决了现有蘑菇型断面隧道支护结构合理性差、安全性差的问题。本蘑菇型断面隧洞的支护结构，包括位于拱部空间的拱部初期支护、位于拱部初期支护内侧的拱部二次衬砌、拱脚托梁、位于墙内空间两侧处的边墙初期支护、以及位于边墙初期支护内侧的边墙二次衬砌，拱部二次衬砌的下端分别作用在不两侧的拱脚托梁上，两侧拱脚托梁之间的距离大于两侧边墙二次衬砌的距离。采用肋板式锚杆挡墙作为边墙初期支护，较常规喷锚支护其能抵抗的垂直压力更大，进而传递给边墙二次衬砌的作用力更小，可减弱边墙二次衬砌，进而降低投资。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，涉及一种蘑菇型断面隧洞的支护结构及蘑菇型断面隧洞的施工方法。

背景技术

随着盾构技术的不断突破，盾构技术运用的领域越来越广泛，同时，随着基础建设的不断完善，工程建设条件越来越复杂，对工程建设的要求也越来越高，因盾构技术具有控制地表沉降、施工振动小等优点，大直径盾构隧道运用得越来越广泛，但大直径盾构可作为始发或接收竖井的场地越来越少，甚至没有，因此针对大直径盾构隧道采取洞内始发或接收将运用越来越广泛。

大直径盾构隧道洞内始发或接收时，为满足组装或拆解作业的空间要求，若采用常规马蹄形或圆形断面，断面开挖和支护面积大，断面空间浪费大，不经济，同时需单独设置排架结构或龙门吊来满足组装或拆卸盾构机的作业要求。而采用蘑菇型断面可以减小开挖和支护结构、减少吊装台车的支撑结构，具有明显的经济性。目前蘑菇型断面隧道常见于水力行业中地下厂房，且地质一般很好，其蘑菇型断面支护结构常采用普通喷锚支护即可满足受力要求，必要时喷射混凝土中添加钢纤维或型钢钢架，同时因地质较好，针对蘑菇型衬砌主要采用台阶法开挖。

因此针对复杂地质条件，尤其岩层存在明显倾斜的地层，大直径盾构隧道洞内始发或接收采用蘑菇型断面时，采用怎样的支护体系及其施工的方法是亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种安全、合理的蘑菇型断面隧洞的支护结构。

还提出了一种方便、快捷的蘑菇型断面隧洞的施工方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

蘑菇型断面隧洞的支护结构，包括位于拱部空间的拱部初期支护、位于拱部初期支护内侧的拱部二次衬砌、拱脚托梁、位于墙内空间两侧处的边墙初期支护、以及位于边墙初期支护内侧的边墙二次衬砌，所述拱部二次衬砌的下端分别作用在两侧的拱脚托梁上，两侧拱脚托梁之间的距离大于两侧边墙二次衬砌的距离。拱脚托梁的高度为拱部二次衬砌厚度的1.2～2倍。

在上述蘑菇型断面隧洞的支护结构中，所述边墙初期支护为板肋式锚杆挡墙，包括沿墙内空间的长度方向依次设置的肋柱、设于肋柱顶端的压顶梁、以及设于若干肋柱内侧的面板，所述肋柱和压顶梁通过若干边墙锚杆束固定在墙内空间的侧面。

压顶梁为钢筋混凝土结构，其作为肋柱和面板的顶部，宽度与肋柱的宽度相等，压顶梁的高度为0.5m～1.5m。肋柱为钢筋混凝土结构，其厚度为0.3m～1m，宽度为0.5m～1.5m，两相邻肋柱之间的间距为2m～5m。面板为混凝土结构，面板的厚度为0.15m～0.5m，宽度为两相邻肋柱之间的净宽。边墙锚杆束在高度方向上的间距为1.5m～3m，顶部2m范围加密。

在上述蘑菇型断面隧洞的支护结构中，所述拱部初期支护包括拱部钢支撑、拱部喷射混凝土和拱部系统锚杆。拱部钢支撑为钢筋网，必要时可增设钢架。

在上述蘑菇型断面隧洞的支护结构中，墙内空间的底部设有底板二次衬砌，所述边墙二次衬砌与底板二次衬砌连为一体。

在上述蘑菇型断面隧洞的支护结构中，边墙二次衬砌的顶部具有向外延伸的横向延伸部，所述边墙初期支护位于横向延伸部的下方。为了提高结构强度，可将横向延伸部延伸至拱脚托梁处，并将横向延伸部与拱脚托梁连为一体。