一种软弱围岩隧道大变形段支撑结构的制作方法

本申请涉及隧道支护的技术领域，尤其是涉及一种软弱围岩隧道大变形段支撑结构。

背景技术：

隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式。隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道、军事隧道，在隧道工程施工过程中，通常会遇到软弱围岩地段，如果支护措施不当，常常会引起塌方，甚至造成工程施工安全事故。

相关技术中对隧道的支护一般采用初喷混凝土、围岩内打入锚杆、在锚杆外露部分挂上钢筋网，架设钢架后再次喷混凝土，隧道支护采用段落式施工，架设了支护结构的隧道内壁的表面高于未施工的隧道内壁的表面。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有隧道内施工的过程中，施工处围岩本身地质条件为软弱围岩，围岩破碎和松弛的围岩对支护结构的稳定性造成影响的缺陷。

技术实现要素：

为了改善破碎围岩和松弛围岩降低支护结构稳定性的缺陷，本申请提供一种软弱围岩隧道大变形段支撑结构。

本申请提供的一种软弱围岩隧道大变形段支撑结构采用如下的技术方案：

一种软弱围岩隧道大变形段支撑结构，包括若干锚杆、钢筋网和钢架，其特征在于：所述锚杆设置有多组，相邻的多组锚杆沿隧道的长度方向间隔分布，每组锚杆设置为多个，每组内相邻的所述锚杆沿隧道内壁的弧度方向间隔分布，相邻钢筋网之间固定连接，所述钢筋网沿隧道内壁的弧度方向铺设且二者固定连接，钢架架设在隧道内部，钢架整体呈拱形且与隧道的内壁贴合设置，相邻钢架沿隧道的长度方向间隔分布，所述钢筋网与隧道顶壁之间设置有防水层，防水层粘接在隧道内壁上，锚杆外露部分贯穿防水层，隧道的内壁上开设有若干注浆槽，注浆槽位于锚杆与防水层接口处，注浆槽用于注入混凝土泥浆使锚杆与防水层接口处密封。

通过采用上述技术方案，工作人员对软弱围岩隧道进行支护时，采用将围岩外初喷混凝土的方式进行加固，围岩钻孔将锚杆置入钻孔中，挂设钢筋网后安装钢架对围岩起到支撑作用，位于钢筋网与隧道顶壁之间的防水层能对松弛的围岩起到围护作用，提升软弱危岩的整体性，从而提升锚杆与危岩之间的固定程度，同时防水层还能起到防水的作用。将锚杆与防水层的接口处注入混凝土泥浆能减少水分沿锚杆与防水层接口处渗出，同时加强防水层与锚杆的固定效果，通过防水层对软弱围岩紧固围护固定，继而配合锚杆最终达到提高支护结构稳定性的效果。

可选的，所述注浆槽位于防水层远离隧道内部一侧，所述注浆槽开口正对防水层设置,所述锚杆的外壁上套设有垫板，垫板位于注浆槽内，垫板相正对防水层的侧壁与防水层粘接。

通过采用上述技术方案，工作人员对注浆槽注浆后，垫板能减少混凝土泥浆从锚杆与防水层的接口处流出，从而使注浆槽内的混凝土泥浆尽可能填实，提升锚杆与防水层的固定效果，同时使围岩内水分不易渗漏。

可选的，所述钢架的两端均垫设有支撑块，支撑块上开设有凹槽，钢架的端部插入凹槽，钢架与支撑块固定连接。

通过采用上述技术方案，由于钢架直接架设在隧道内，隧道内围岩松软，支撑块能对钢架起到支撑作用，减少因钢架质量过重、围岩承载力不足以支撑钢架的重量而使钢架整体高度降低的情况，从而对围岩起到更好的支撑作用，提高支护结构的稳定性。

可选的，所述锚杆外露部分贯穿钢架，锚杆上开设有通孔，通孔沿锚杆直径方向开设，锚杆上设置有固定杆，固定杆穿设于通孔内且固定杆两端位于通孔外，固定杆上设置有多个螺母，相邻螺母分别位于固定杆两端且二者螺纹连接。

通过采用上述技术方案，将锚杆穿过钢架，再使用固定杆对锚杆进一步固定，能将锚杆与钢架相对固定，进一步提高支护结构的稳定性。

可选的，所述钢架远离防水层的一侧水平设置有若干连接杆，连接杆的长度方向沿隧道的长度方向设置，连接杆与所靠近的钢架固定连接，相邻连接杆沿隧道顶壁的弧度方向间隔分布。

通过采用上述技术方案，钢架整体呈拱形，钢架重量大，将连接杆设置在钢架远离防水层一侧，对拱形钢架起到固定支撑的作用，钢架整体更加稳定，从而提高支护结构的稳定性。

可选的，所述钢架两端端部设置有用于钢架与隧道围岩固定的加固组件，相邻加固组件以隧道长度方向为对称轴对称设置。

通过采用上述技术方案，加固组件对钢架的两端进一步固定，加固组件使钢架不易下沉，从而提高支护结构的稳定性。

可选的，所述加固组件包括第一加强杆和第二加强杆，第一加强杆和第二加强杆分别位于钢架长度方向的两侧，第一加强杆和第二加强杆的一端均插入隧道围岩中与隧道围岩固定连接，第一加强杆和第二加强杆的另一端呈弯折状，且第一加强杆和第二加强杆相互靠近的端部固定连接。

通过采用上述技术方案，第一加强杆与第二加强杆的一端分别伸入隧道围岩中，第一加强杆和第二加强杆的另一端焊接在一起，能减少钢架因自身重量的下沉，一定程度上增强了钢架的稳定性，钢架不易下沉从而更好的对隧道围岩起到支护作用。

可选的，所述锚杆的外壁上固定套设有密封圈，密封圈位于锚杆与垫板之间。

通过采用上述技术方案，密封圈的设置，密封圈能填补垫板与锚杆之间的缝隙，进一步减少水分沿垫板与锚杆的缝隙中渗漏出来。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.防水层的设置，减少围岩内水分直接渗漏出隧道顶壁对支护结构造成影响，从而提高支护结构支撑的稳定性；

2.连接杆的设置，连接杆能对钢架起到支撑的作用，使钢架整体更加稳定，从而提高支护结构的稳定性；

3.加固组件的设置，将钢架进一步与隧道围岩固定，减少因钢架质量过重而下沉的现象，提高支护结构的稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图；

图2是本申请实施例的剖视图；

图3是图2中a部分的放大图；

图4是为显示加固组件的局部放大图。

附图标记说明：1、锚杆；11、垫板；12、通孔；13、固定杆；14、密封圈；2、钢筋网；3、钢架；31、连接杆；4、防水层；5、隧道；51、注浆槽；6、支撑块；61、凹槽；7、加固组件；71、第一加强杆；72、第二加强杆。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种软弱围岩隧道大变形段支撑结构。

参照图1，一种软弱围岩隧道大变形段支撑结构包括多个锚杆1、多个钢筋网2和多个钢架3，锚杆1穿设在隧道5围岩中，锚杆1远离隧道5围岩的一端外露在隧道5内，钢筋网2沿隧道5顶壁的弧度铺设，钢筋网2挂设在锚杆1上且二者固定连接，相邻钢筋网2之间固定连接，钢架3架设在隧道5内，钢架3整体呈拱形且钢架3外壁贴合隧道5内壁设置，钢筋网2与隧道5内壁之间设置有防水层4，防水层4粘接固定在隧道5内壁上；防水层4减少隧道5围岩内的水分直接从隧道5顶壁渗漏出来，使钢架3不易锈蚀，并通过防水层4对软弱围岩的紧固围挡，从而提高支护结构的稳定性。

参照图2和图3，锚杆1设置为多组，相邻的多组锚杆1沿隧道5的长度方向等距分布，每组锚杆1设置为多个，每组内相邻的锚杆1沿隧道5顶壁的弧度方向等距分布，锚杆1外露的端部贯穿防水层4，隧道5的顶壁上开设有若干注浆槽51，注浆槽51位于锚杆1与防水层4的接口处，注浆槽51开口正对防水层4设置，锚杆1上套设有垫板11，垫板11与锚杆1的外壁固定连接，垫板11位于注浆槽51内，垫板11相正对防水层4的侧壁与防水层4固定连接，锚杆1上套设固定有密封圈14，密封圈14与锚杆1固定连接，密封圈14位于垫板11与锚杆1之间，密封圈14的外壁与垫板11的内壁抵接；向注浆槽51内注入混凝土泥浆，垫板11减少混凝土泥浆从锚杆1与防水层4的接口处流出，待混凝土凝固，注浆槽51能减少围岩中水分沿着锚杆1与防水层4的接口处渗漏，密封圈14能减少水分从锚杆1与垫板14之间的缝隙渗漏，减少围岩中水分渗漏对构件的锈蚀，同时加强锚杆1与软弱围岩和防水层4的固定效果，最终达到提高支护结构的稳定性的效果。

参照图2和图3，相邻钢架3沿隧道5的长度方向等距分布，且相邻的钢架3与相邻每组的锚杆1对应设置，锚杆1外露的一端端部贯穿钢架3且伸出至钢架3外表面，钢架3的两端端部垫设有支撑块6，相邻支撑块6以隧道5的长度方向为对称轴对称设置，支撑块6的上表面开设有凹槽61，凹槽61与钢架3的端部大小相适配，钢架3与凹槽61的底壁固定连接；凹槽61使钢架3安装时有着力点，钢架3不易移动，支撑块6为钢架3提供一定的支撑作用，支撑块6增大钢架3端部与隧道5底部围岩的接触面积，减少由于钢架3自身重量大、隧道5围岩松软而引起的钢架3下沉的情况。

参照图4，锚杆1外露在钢架3外的一端开设有通孔12，通孔12水平开设，且通孔12的长度方向沿锚杆1的直径方向开设，通孔12开透至锚杆1的周向侧壁，锚杆1上设置有固定杆13，固定杆13穿设于通孔12内与通孔12滑动连接，固定杆13水平设置，固定杆13的长度方向沿隧道5的长度方向设置，固定杆13两端位于通孔12外，固定杆13上设置有多个螺母，螺母设置为两个，相邻的螺母分别位于固定杆13的两端与固定杆13螺纹连接；固定杆13将锚环与钢架3之间相对固定，钢架3能对锚杆1起到支撑固定的作用，进一步提高了支护结构的稳定性。

参照图2和图4，钢架3沿自身长度方向的两端均设置有加固组件7，加固组件7以隧道5的长度方向为对称轴对称设置，加固组件7包括第一加强杆71和第二加强杆72，第一加强杆71和第二加强杆72分别位于钢架3长度方向的两侧，第一加强杆71的一端插入隧道5围岩中，第一加强杆71的另一端沿靠近第二加强杆72处弯折，第二加强杆72的一端插入隧道5围岩中，第二加强杆72的另一端沿靠近第一加强杆71处弯折，且第一加强杆71和第二加强杆72弯折部分的角度均为90度，第一加强杆71与第二加强杆72相互靠近的端部焊接，第一加强杆71与第二加强杆72的弯折部分与钢架3表面焊接，钢架3远离防水层4一侧设置有多个连接杆31，连接杆31水平设置，连接杆31的长度方向沿隧道5的长度方向设置，由于连接杆31与所靠近的钢架3焊接，连接杆31的外壁与钢架3抵接，相邻连接杆31沿隧道5顶壁的弧度方向等距分布；第一加强杆71与第二加强杆72对钢架3起到固定作用，减少钢架3因自身重量过大而导致钢架3下沉，连接杆31对钢架3起到支撑作用，防止钢架3倒塌从而提高支护结构的稳定性。

本申请实施例一种软弱围岩隧道大变形段支撑结构的实施原理为：将锚杆1与隧道5围岩固定后，将钢筋网2铺设在隧道5顶壁上，钢架3架设在隧道5内对隧道5起到支撑作用，防水层4固定铺设在隧道5顶壁上，可以通过浅层混凝土固定或其他方式，防水层4减少因围岩内水分渗漏对钢架3造成锈蚀影响钢架3的稳定性，同时对软弱围岩起到围挡效果，加强软弱围岩整体性，配合锚杆1达到加强锚杆1与软弱围岩固定的效果，支撑块6位于钢架3的两端对钢架3起到支撑作用，减少因隧道5内围岩松软导致钢架3下沉的情况，从而提升了支护结构的稳定性。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。