预应力让压锚索/杆支护系统的制作方法

本实用新型涉及一种预应力让压锚索/杆支护系统。适用于地下工程施工支护领域。

背景技术：

目前，针对隧道软岩的大变形问题，尚未有制定有效的支护防治手段，普遍采用的是强支护作被动刚性承载的设计理念与传统手段，在支护方式及工艺材料方面大多仍沿用老旧的传统模式，即初期支护采用钢筋网二次复喷砼+普通刚性砂浆锚杆+钢拱架作联合支护，二次衬砌采用模注配筋率高、厚度大的刚性钢筋砼。在此种支护状态下，初支和二衬的刚度大、支护力强、造价高，成为其主要特点。

对于隧道大变形区段，围岩形变压力会随着时间而持续增长发展，普通刚性锚杆多因不能适应围岩的变形过大而拉断失效；钢拱架因受压荷值过大，而产生压折扭曲或被剪错失稳，喷砼出现严重开裂和破散掉块等破坏现象。因此，上述传统的支护方式以及施工工艺在复杂多变的软岩大变形隧道施工中受到了极大的挑战。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种预应力让压锚索/杆支护系统，以实现软岩大变形隧道及其支护结构的稳定，解决现有传统的支护方式在大变形过程中因变形过大原因而出现的支护结构破坏及失效等问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种预应力让压锚索/杆支护系统，具有紧贴隧道断面依次设置的初期支护结构和二次衬砌结构，其特征在于：

所述初期支护结构具有纤维混凝土层和柔性钢筋网，以及打设于隧道周围围岩内的若干预应力让压锚索/杆，该预应力让压锚索/杆一端位于围岩内，另一端穿过隧道内的初期支护结构并露出。

所述纤维混凝土层包括依次设置于隧道断面上第一层纤维混凝土层和第二层纤维混凝土层；

所述第一层纤维混凝土层和第二层纤维混凝土层之间设有所述柔性钢筋网和与所述预应力让压锚索/杆配合施加预应力的锚垫板。

所述柔性钢筋网具有由支撑绳编织成的网状结构，在网状结构的每个网格内设有钢丝绳网，钢丝绳网边缘与相应网格之间经若干连接绳相连。

所述网状结构与所述预应力让压锚索/杆相连。

一种预应力让压锚索/杆支护方法，其特征在于：

在隧道断面喷纤维混凝土形成第一层纤维混凝土层；

在第一层纤维混凝土层上往隧道周围围岩内安装预应力让压锚索/杆，并配合锚垫板施加预应力；

在第一层纤维混凝土层上挂设柔性钢丝网；

在第一层纤维混凝土层表面复喷纤维混凝土，形成第二层纤维混凝土层；

观察预应力让压锚索/杆的让压变形情况，并在位移达到预设值后，进行圈断面补注浆，并第二层纤维混凝土层内侧施工二次衬砌结构。

所述柔性钢筋网具有由支撑绳编织成的网状结构，在网状结构的每个网格内设有钢丝绳网，该钢丝绳网边缘与相应网格之间经若干连接绳相连。

所述网状结构与所述预应力让压锚索/杆相连。

本实用新型的有益效果是：本实用新型利用预应力让压锚杆/杆具备的在设定让压力条件下产生大变形的特性，同时配合柔性钢丝网和喷纤维射混凝土，通过合理设置支护参数及过程，可实现对软岩大变形的支护而不出现结构破坏，进而保证软岩大变形下隧道的稳定性。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

图2为实施例中锚垫板的布置示意图。

图3为实时中柔性钢丝网的结构示意图。

图中：1、第一层纤维混凝土层；2、第二层纤维混凝土层；3、预应力让压锚索/杆；4、钢丝绳网；5、连接绳；6、支撑绳；7、锚垫板。

具体实施方式

图1—图3所示，本实施例为一种预应力让压锚索/杆支护系统，具有紧贴隧道断面依次设置的初期支护结构和二次衬砌结构。

本例中初期支护结构具有第一层纤维混凝土层1、第二层纤维混凝土层2、柔性钢筋网(勾花网)和预应力让压锚索/杆3，预应力让压锚索/杆由索/杆体、螺母、让压锚具等组成。

其中第一层纤维混凝土层紧贴隧道断面设置，第二层纤维混凝土层紧贴第一层纤维混凝土层设置；预应力让压锚索/杆呈梅花型均匀打设于隧道周围围岩内，该预应力让压锚索/杆内端固定于围岩内，外端穿过第一层纤维混凝土层和第二层纤维混凝土层后露出；预应力让压锚索/杆上设有能与其配合施加预应力的锚垫板，锚垫板位于第一层纤维混凝土层和第二层纤维混凝土层之间；在第一层纤维混凝土层和第二层纤维混凝土层之间还设有柔性钢筋网，该结构的钢筋网安装迅速，缩短支护施做的时间。

本实施例中柔性钢筋网具有由支撑绳编织成的网状结构，在网状结构的每个网格内设有钢丝绳网，钢丝绳网边缘与相应网格之间经若干连接绳相连。网状结构与预应力让压锚索/杆相连。

本例中为与预应力让压锚索/杆相匹配，保证在施加高强预应力条件下锚垫板不会翘曲变形，摒弃了常用尺寸15*15*0.6cm(长*宽*厚)的锚垫板型号，采用大型平板型垫板(超过40*40*3cm)作为锚垫板。

本实施例采用纤维混凝土，其韧性高，开裂后可继续承受传递荷载，不发生脆性破坏；回弹量小，喷层中应力分布均匀，且应力值较小，具有较好让压与抗变形能力。

对于普通锚索/杆，为了应对锚索/杆施做后岩体的变形，需要预留一部分变形，导致支护初期锚索/杆支护强度较弱。为了弥补这一缺陷，需要配合使用拱架等硬支撑。本实施例利用让压锚索/杆横阻大变形的功能，在支护初期即可对围岩施加强大的支护力，同时利用成品钢丝绳网快速提高喷纤维混凝土的承载力，在保证围岩和支护体系安全的条件下，摒弃了传统的钢架支护体系，能够很好适应软岩隧道中的各类围岩变形，保持隧道稳定性，保障工程安全。

本实施例中预应力让压锚索/杆支护方法包括以下步骤

在隧道断面喷纤维混凝土形成第一层纤维混凝土层；

在第一层纤维混凝土层上往隧道周围围岩内安装预应力让压锚索/杆，并配合锚垫板施加预应力；

在第一层纤维混凝土层上挂设柔性钢丝网；

在第一层纤维混凝土层表面复喷纤维混凝土，形成第二层纤维混凝土层；

观察预应力让压锚索/杆的让压变形情况，并在位移达到预设值后，进行断面补注浆，并第二层纤维混凝土层内侧施工二次衬砌结构。

本实施例中观察预应力让压锚索/杆的让压变形情况可通过在顶部与腰部设置长期位移量测点，观察预应力让压锚索/杆穿过第一、第二层纤维混凝土层后的外露段的滑移情况，判定索/杆让压段变形情况。

技术特征：

1.一种预应力让压锚索/杆支护系统，具有紧贴隧道断面依次设置的初期支护结构和二次衬砌结构，其特征在于：

所述初期支护结构具有纤维混凝土层和柔性钢筋网，以及打设于隧道周围围岩内的若干预应力让压锚索/杆，该预应力让压锚索/杆一端位于围岩内，另一端穿过隧道内的初期支护结构并露出。

2.根据权利要求1所述的预应力让压锚索/杆支护系统，其特征在于：所述纤维混凝土层包括依次设置于隧道断面上第一层纤维混凝土层和第二层纤维混凝土层；

所述第一层纤维混凝土层和第二层纤维混凝土层之间设有所述柔性钢筋网和与所述预应力让压锚索/杆配合施加预应力的锚垫板。

3.根据权利要求1或2所述的预应力让压锚索/杆支护系统，其特征在于：所述柔性钢筋网具有由支撑绳编织成的网状结构，在网状结构的每个网格内设有钢丝绳网，钢丝绳网边缘与相应网格之间经若干连接绳相连。

4.根据权利要求3所述的预应力让压锚索/杆支护系统，其特征在于：所述网状结构与所述预应力让压锚索/杆相连。

技术总结
本实用新型涉及一种预应力让压锚索/杆支护系统。本实用新型的目的是提供一种预应力让压锚索/杆支护系统，以实现软岩大变形隧道及其支护结构的稳定，解决现有传统的支护方式在大变形过程中因变形过大原因而出现的支护结构破坏及失效等问题。本实用新型的技术方案是：一种预应力让压锚索/杆支护系统，具有紧贴隧道断面依次设置的初期支护结构和二次衬砌结构，其特征在于：所述初期支护结构具有纤维混凝土层和柔性钢筋网，以及打设于隧道周围围岩内的若干预应力让压锚索/杆，该预应力让压锚索/杆一端位于围岩内，另一端穿过隧道内的初期支护结构并露出。本实用新型适用于地下工程施工支护领域。

技术研发人员：徐建强;汪波;朱安龙;蔡树垚
受保护的技术使用者：中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司
技术研发日：2020.06.16
技术公布日：2021.03.23