[发明专利]高地应力软弱围岩隧道开挖支护施工方法

摘要

本发明公开了一种高地应力软弱围岩隧道开挖支护施工方法，沿隧道纵向延伸方向由后向前分多个节段对所施工软弱围岩隧道进行开挖及支护施工，包括步骤：一、岩体强度与围岩内部最大地应力测试；二、围岩的挤压型大变形等级确定；三、初期支护方案确定：根据所确定的挤压型大变形等级对初期支护方案进行确定，初期支护方案为型钢钢架支护方案或格栅钢架与套拱联合支护方案；四、隧道开挖及支护施工；五、下一节段开挖及支护施工；六、多次重复步骤五，直至完成所施工软弱围岩隧道的全部开挖及支护施工过程。本发明方法步骤简单、设计合理且施工方便、使用效果好，能简便、快速完成高地应力软岩隧道的隧道开挖及支护施工过程且施工过程安全、可靠。

主权项

一种高地应力软弱围岩隧道开挖支护施工方法，其特征在于：沿隧道纵向延伸方向，由后向前分多个节段对所施工软弱围岩隧道进行开挖及支护施工；多个所述节段的开挖及支护施工方法均相同；对所施工软弱围岩隧道中任一节段进行开挖及支护施工时，包括以下步骤：步骤一、岩体强度与围岩内部最大地应力测试：对当前所施工节段进行开挖施工之前，对当前所施工节段围岩的岩体强度Rb和围岩内部的最大地应力σ_max分别进行测试；步骤二、围岩的挤压型大变形等级确定：根据步骤一中测试得出的岩体强度Rb和最大地应力σ_max，计算得出当前所施工节段围岩的强度应力比再根据计算得出的强度应力比对当前所施工节段围岩的挤压型大变形等级进行确定；所述挤压型大变形等级包括四个等级，且四个等级由低至高分别为无大变形、轻微大变形、中等大变形和严重大变形；对当前所施工节段围岩的挤压型大变形等级进行确定时，当0.5时，说明当前所施工节段围岩的挤压型大变形等级为无大变形；当0.3时，说明当前所施工节段围岩的挤压型大变形等级为轻微大变形；当时，说明当前所施工节段围岩的挤压型大变形等级为中等大变形；当时，说明当前所施工节段围岩的挤压型大变形等级为严重大变形；步骤三、初期支护方案确定：根据步骤二中所确定的当前所施工节段围岩的挤压型大变形等级，对当前所施工节段的初期支护方案进行确定；其中，当当前所施工节段围岩的挤压型大变形等级为无大变形或轻微大变形时，所采用的初期支护方案为型钢钢架支护方案；当当前所施工节段围岩的挤压型大变形等级为中等大变形或严重大变形时，所采用的初期支护方案为格栅钢架与套拱联合支护方案；步骤四、隧道开挖及支护施工：沿隧道纵向延伸方向，由后向前对当前所施工节段进行开挖施工；开挖施工过程中，根据步骤三中所确定的当前所施工节段的初期支护方案，由后向前对开挖形成的隧道洞(1)进行初期支护，并获得隧道初期支护体系(4)；其中，当步骤三中所确定的初期支护方案为型钢钢架支护方案时，所获得的隧道初期支护体系(4)为型钢钢架支护体系；所述型钢钢架支护体系包括多榀对隧道洞(1)进行支护的型钢钢架，多榀所述型钢钢架的结构均相同且其沿隧道纵向延伸方向由后向前进行布设；多榀所述型钢钢架呈均匀布设；当步骤三中所确定的初期支护方案为格栅钢架与套拱联合支护方案时，所获得的隧道初期支护体系(4)为格栅钢架与套拱联合支护体系；所述格栅钢架与套拱联合支护体系包括多榀对隧道洞(1)进行支护的格栅钢架和多榀对隧道洞(1)的拱墙进行支护的型钢套拱(3)，多榀所述格栅钢架的结构均相同且其沿隧道纵向延伸方向由后向前进行布设，多榀所述型钢套拱(3)的结构均相同且其沿隧道纵向延伸方向由后向前进行布设；多榀所述格栅钢架呈均匀布设，且多榀所述型钢套拱(3)呈均匀布设，前后相邻两榀所述型钢套拱(3)之间的间距为前后相邻两榀所述格栅钢架之间间距的M倍，其中M为正整数且M＝1、2或3；步骤五、下一节段开挖及支护施工：按照步骤一至步骤四中所述的方法，对所施工软弱围岩隧道的下一节段进行开挖及支护施工；步骤六、多次重复步骤五，直至完成所施工软弱围岩隧道的全部开挖及支护施工过程。