一种复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系。地质复杂区域的喇叭口结构两并行隧道逐渐靠近过程中，结构稳定性较差。本实用新型于喇叭口并行隧道小净距段的两线隧道内，设置多道封闭的初期支护钢架并喷混凝土初期支护，两线隧道的初期支护钢架之间固定有穿入围岩的多道上下平行的对拉锚杆，对拉锚杆端部通过钢板和螺栓固定于初期支护钢架，对拉锚杆、钢板和螺栓、以及初期支护钢架利用围岩变形自动锁紧为一个牢固的整体。本实用新型针对上述特殊围岩在两线小净距段设置对拉锚杆稳定中间岩柱及两侧墙结构，使之整体受力，效果较好，其结构科学合理，施工简便易行，实用性强，具有很好的推广应用价值。
【专利说明】一种复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系
【技术领域】
[0001]本实用新型属于交通工程【技术领域】，具体涉及一种复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系。
【背景技术】
[0002]以往，喇叭口隧道结构一般避免在地质复杂地段设置，主要考虑到喇叭口隧道结构在施工过程中的受力复杂，结构不仅仅是一个长通道二维结构，由于左右线施工中的相互影响，结构受力须经多次转换，形成一种或多种复杂的三维受力状态，使得常规的结构往往难以承受，如果隧道围岩坚硬完整，其良好的自承载能力可以分担较多的围岩荷载，则支护结构尚能稳定，或者围岩较软但基本均质且具各向同性，同时无高地应力影响，也可通过加强支护实现结构稳定受力。
[0003]但是，鉴于目前我国交通建设重点向西部倾斜，众所周知，我国西部地区地形地质条件极其复杂特殊，活动断裂、高地应力等不良地质现象十分普遍，喇叭口隧道结构无法完全绕避不良地质地段，在复杂地质隧道中设置喇叭口结构成为无法回避的现实。
[0004]在复杂的层片状围岩或断层带中，同时受高地应力作用，喇叭口两单并行隧道结构受力十分复杂特殊，先行隧道单洞开挖时，其受力主要受岩性、岩层产状、地下水、地应力方向等综合作用，而当后行隧道开挖通过时，先行隧道本已初步平衡的受力状态由于近邻隧道洞室开挖调整，相当于又一次扰动，而本次扰动由于后行隧道的存在与岩性、产状、水、应力等初始因素的叠加效应而变得十分复杂，同时后行隧道的受力状态由于先行隧道的存在以及二次扰动而变得同样复杂，最终在动态调整中渐趋平衡，如果设计结构无法抵御这一复杂的调整过程，则必然导致结构破坏失稳，工程实例反映常规或一般加强结构很难在这种复杂地质小净距隧道施工中保证结构稳定。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系，解决复杂地质小净距并行隧道的结构稳定问题。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:
[0007]复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系，其特征在于:
[0008]于喇叭口并行隧道小净距段的两线隧道内，设置多道封闭的初期支护钢架，并喷初期支护混凝土；
[0009]初期支护钢架由拱部初期支护钢架、两侧的拱腰部初期支护钢架和边墙部初期支护钢架以及底部的仰拱部初期支护钢架拼接组成，封闭成环；
[0010]两线隧道的初期支护钢架之间固定有穿入围岩的多道上下平行的对拉锚杆，对拉锚杆端部通过钢板和螺栓固定于初期支护钢架。
[0011]对拉锚杆设置有上下两道，分别为上对拉锚杆和下对拉锚杆；
[0012]两线隧道临近的拱部初期支护钢架底端之间固接有穿入围岩的上对拉锚杆；
[0013]两线隧道临近的拱腰部初期支护钢架底端之间固接有穿入围岩的下对拉锚杆。
[0014]本实用新型具有以下优点:
[0015]本实用新型采用两线间设高强度对拉锚杆，对拉锚杆两端头与初期支护钢架采用螺栓锁固，稳定中间岩柱及两侧墙结构，使左右线隧道主要受力结构型钢钢架通过对拉锚杆联接为一个整体受力体系，共同承受复杂地质及施工干扰所产生的应力状态，保证两线隧道在施工及运营中支护结构的稳定受力，效果较好，结构科学合理，施工简便易行，实用性强，具有很好的推广应用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为喇叭口小净距并行隧道平面图。
[0017]图2为对拉锚杆正面图。
[0018]图3为I线隧道对拉锚杆施工图。
[0019]图4为II线隧道对拉锚杆施工图。
[0020]图5为对拉锚杆三维图。
[0021]图中，1-拱部初期支护钢架，2-拱腰部初期支护钢架，3-边墙部初期支护钢架，4-仰拱部初期支护钢架，5-上台阶，6-中台阶，7-上对拉锚杆，8-下对拉锚杆，9-钢板和螺栓。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】对本实用新型进行详细的说明。
[0023]参见图1，喇叭口结构两并行隧道逐渐靠近过程中，在不同地质状况下结构稳定性表现差别较大，地质围岩较好时可以做到零间距并行施工而不出现大的问题，但如果地质复杂，特别是处于高地应力软岩地段则左右线施工相互影响很大。
[0024]本实用新型涉及的复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系，适用于上述喇叭口并行隧道的小净距段施工，于喇叭口并行隧道小净距段的两线隧道内，设置多道封闭的初期支护钢架并喷混凝土初期支护，初期支护钢架由拱部初期支护钢架1、两侧的拱腰部初期支护钢架2和边墙部初期支护钢架3以及底部的仰拱部初期支护钢架4拼接组成，拱部初期支护钢架I在施工上台阶5时施做，拱腰部初期支护钢架2在施工中台阶6时施做，边墙部初期支护钢架3、仰拱部初期支护钢架4均在施工相应部位时施做。两线隧道的初期支护钢架之间固定有穿入围岩的多道上下平行的对拉锚杆，对拉锚杆端部通过钢板和螺栓9固定于初期支护钢架。对拉锚杆、钢板和螺栓9、以及初期支护钢架能利用围岩变形自动锁紧为一个牢固的整体，但为控制支护变形，也可对锚杆施加一定的预应力。
[0025]根据结构稳定及抗变形的需要，对拉锚杆上下平行设置的数量可以依工况调整，可采用两道、三道、四道，甚至更多。如图2所示，对拉锚杆设置上下两道，分别为上对拉锚杆7和下对拉锚杆8，两线隧道临近的拱部初期支护钢架I底端之间固接有穿入围岩的上对拉锚杆7，两线隧道临近的拱腰部初期支护钢架2底端之间固接有穿入围岩的下对拉锚杆8。
[0026]上述复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系的施工方法，由以下步骤实现:
[0027]步骤一:开挖I线隧道的上台阶5，于上台阶5之上施做拱部初期支护钢架I并喷混凝土 ；
[0028]步骤二:于I线隧道的上台阶5下部采用潜孔钻机向并行隧道侧钻孔，孔内穿入高强精轧螺纹钢制的上对拉锚杆7，压注高标号砂浆使上对拉锚杆7与围岩充分锚固，上对拉锚杆7端头采用钢板和螺栓9和拱部初期支护钢架I底端固定在一起；
[0029]步骤三:开挖I线隧道的中台阶6，于中台阶6施做拱腰部初期支护钢架2并喷混凝土，拱腰部初期支护钢架2与拱部初期支护钢架I端部固结；
[0030]步骤四:于I线隧道的中台阶6下部采用潜孔钻机向并行隧道侧钻孔，孔内穿入高强精轧螺纹钢制的下对拉锚杆8，压注高标号砂浆使下对拉锚杆8与围岩充分锚固，下对拉锚杆8端头采用钢板和螺栓9和拱腰部初期支护钢架2底端固定在一起；
[0031]步骤五:继续开挖，施做边墙部初期支护钢架3和仰拱部初期支护钢架4，与上方钢架固接封闭，并喷混凝土；
[0032]步骤六:滞后一定距离，开挖II线隧道的上台阶5，于上台阶5之上施做拱部初期支护钢架I并喷混凝土；
[0033]步骤七:找出I线隧道已施做的上对拉锚杆7在II线隧道侧的端头，采用钢板和螺栓9和II线隧道的拱部初期支护钢架I固定并锁紧；
[0034]步骤八:开挖II线隧道的中台阶6，于中台阶施做拱腰部初期支护钢架2并喷混凝土，拱腰部初期支护钢架2与拱部初期支护钢架I端部固结；
[0035]步骤九:找出I线隧道已施做的下对拉锚杆8在II线隧道侧的端头，采用钢板和螺栓9和II线隧道的拱腰部初期支护钢架2固定并锁紧；
[0036]步骤十:继续开挖，施做边墙部初期支护钢架3和仰拱部初期支护钢架4，与上方钢架固接封闭，并喷混凝土；
[0037]依此交替施工，完成小净距段并行隧道对拉锚杆加固体系的施工。
[0038]本实用新型的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本实用新型说明书而对本实用新型技术方案采取的任何等效的变换，均为本实用新型的权利要求所涵盖。
【权利要求】
1.一种复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系，其特征在于: 于喇叭口并行隧道小净距段的两线隧道内，设置多道封闭的初期支护钢架，并喷初期支护混凝土； 初期支护钢架由拱部初期支护钢架(I)、两侧的拱腰部初期支护钢架(2)和边墙部初期支护钢架(3)以及底部的仰拱部初期支护钢架(4)拼接组成，封闭成环； 两线隧道的初期支护钢架之间固定有穿入围岩的多道上下平行的对拉锚杆，对拉锚杆端部通过钢板和螺栓(9)固定于初期支护钢架。
2.根据权利要求1所述的一种复杂地质小净距并行隧道对拉锚杆加固体系，其特征在于: 对拉锚杆设置有上下两道，分别为上对拉锚杆(7)和下对拉锚杆(8)； 两线隧道临近的拱部初期支护钢架(I)底端之间固接有穿入围岩的上对拉锚杆(7); 两线隧道临近的拱腰部初期支护钢架(2)底端之间固接有穿入围岩的下对拉锚杆(8)。
【文档编号】E21D11/00GK204002875SQ201420458267
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月14日 优先权日:2014年8月14日
【发明者】李国良, 杨木高, 李雷, 刘国庆, 司剑钧, 李宁, 徐志平 申请人:中铁第一勘察设计院集团有限公司