[发明专利]空间网壳式锚喷初期支护结构、隧道及隧道支护施工方法

说明书

本申请公开一种空间网壳式锚喷初期支护结构、隧道及隧道支护施工方法，涉及隧道施工技术领域。空间网壳式锚喷初期支护结构包括网壳构件、喷射混凝土和多个锚杆，网壳构件与围岩可围成壳层支护空间，网壳构件包括多个连接杆件和多个连接固件，相邻两个连接杆件之间通过连接固件连接，网壳构件可沿第一预设方向延伸设置，锚杆的一端连接于连接固件，锚杆的另一端沿远离壳层支护空间的方向延伸至围岩中；喷射混凝土设置在网壳构件与围岩之间以及多个连接杆件围成的中空部分。网壳构件可在预设隧道开挖空间面上形成支护面。空间网壳式锚喷初期支护结构能够保证隧道初期支护施做及时、空间受力均匀合理、节约材料以及安全经济。

技术领域

本申请涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种空间网壳式锚喷初期支护结构、隧道及隧道支护施工方法。

背景技术

隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，保证施工安全。隧道工程目前普遍采用的是格栅或钢拱架加钢筋网的锚喷柔性初期支护结构。其目的在于容许围岩发生有限变形充分发挥围岩的自承能力。

现有的隧道初期支护措施主要是根据新奥法理念实施的。现有的支护措施包括：锚杆、喷射混凝土、钢拱架(格栅拱架)、钢筋网。现有的隧道初期支护措施由于施工工艺的原因不能保障初期支护及时地封闭成环，不能工厂化预制化操作，保证不了与围岩的密贴性，更不能实现环与环之间的空间受力和力的合理分布。

发明内容

本申请提供了一种空间网壳式锚喷初期支护结构、隧道及隧道支护施工方法，空间网壳式锚喷初期支护结构能够保证隧道支护施做及时、空间受力均匀合理、节约材料以及安全经济。

第一方面，提供了一种空间网壳式锚喷初期支护结构，空间网壳式锚喷初期支护结构包括网壳构件和多个锚杆；网壳构件与围岩可围成壳层支护空间，网壳构件包括多个连接杆件和多个连接固件，多个连接杆件中的相邻的两个连接杆件之间通过多个连接固件中的其中一个连接固件连接，网壳构件可沿第一预设方向延伸设置，网壳构件可在预设隧道开挖空间面上形成支护面；多个锚杆中的其中一个锚杆的一端连接于多个连接固件中的其中一个连接固件，多个锚杆中的其中一个锚杆的另一端沿远离壳层支护空间的方向延伸至围岩中。

上述技术方案，通过连接杆件和连接固件的组装连接能尽快地封闭成环承载，使得结构施工操作简单快捷，其中空间网壳式锚喷初期支护结构的承载力的大小及刚度可根据设计的连接杆件进行调节；空间网壳式锚喷初期支护结构可以根据实际需要进行径向和轴向(第一预设方向)方向的预张拉，从而形成不同长度级(隧道深度)的预应力空间网壳支护结构；由于采用连接杆件与连接固件的组装连接，空间网壳式锚喷初期支护结构允许一定的变形和位移，充分释放围岩的自支撑能力，同时具备工厂预制化生产可快速安装和可更换、快速修复的功能；空间网壳式锚喷初期支护结构充分考量了空间受力情况，节约了大量的材料，以网壳构件代替传统的钢筋网、格栅拱架及型钢拱架，大大的节约了钢材和工程成本；同时符合隧道初期支护的原则和要求，支护面可为各种不同形状，能适应各种形状(外形上可以形成多种曲面)和不同地质情况。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实现方式中，空间网壳式锚喷初期支护结构包括多个网壳构件和多个连接件；多个网壳构件沿第二预设方向依次连续设置，多个网壳构件中的相邻两个网壳构件之间设置有多个连接件，多个连接件中的其中一个连接件的两端分别连接于相邻两个网壳构件中的相对设置的两个连接固件；多个锚杆中的其中一个锚杆的一端连接于沿第二预设方向上远离壳层支护空间的一端的多个连接固件中的其中一个连接固件。

上述技术方案，使得空间网壳式锚喷初期支护结构可由多个网壳构件形成多层空间网壳结构，从而适用于不同地质条件下的隧道施工。