一种超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法

本发明属于隧道施工，更具体地，涉及一种超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法。

背景技术：

1、超大埋深软岩隧道面临地应力大、围岩软等难题，与普通隧道相比，施工横通道所带来的风险更高，甚至可能由于破坏正洞的成拱效应而导致正洞坍塌，造成无法预计的人员伤亡及财产损失。因此本发明提出一种超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，旨在加强交叉口的支护措施，尽可能降低由于横通道开挖对正洞成拱效应破坏的影响，保障隧道施工的安全。

2、随着我国隧道建设的快速发展，隧道施工中遇到的挑战也越来越多，其中一项不可避免的难题——在超大埋深软岩隧道中施工，由于地应力高，岩石单轴抗压强度低，会带来严重的大变形问题，如川藏铁路。在超大埋深软岩隧道中，开挖横通道会对正洞的成拱效应造成破坏，进而出现更为严重的大变形，若支护措施不当或支护刚度不足，则横通道及正洞的大变形难以控制。在此背景下，提出一种超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法。

技术实现思路

1、提供了本发明以解决现有技术中存在的上述问题。因此，需要一种超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，在地应力高、岩性软的隧道中，考虑加强正洞与横通道交叉口的支护措施与刚度。此方法能够大大减小由于横通道开挖对正洞造成严重的大变形问题，保证超大埋深软岩条件下隧道结构的安全。

2、本申请提出一种超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，所述方法包括：

3、横通道挑顶施工时施作管棚加固横通道前上方岩体；

4、横通道靠正洞一侧4m范围内拱腰、边墙及拱脚位置施作锁脚桩；

5、施作双层初支。

6、进一步地，所述管棚设置为多个，多个管棚环形阵列布局，环向间距为20~40cm。

7、进一步地，所述管棚的长度为10~30m。

8、进一步地，所述锁脚桩的长度为3~5m，施作间距为：环向间距0.8~1.2m、纵向间距0.8~1.2m，锁脚桩与横通道边墙所成角度为40°~60°。

9、进一步地，所述施作双层初支具体包括：

10、采用c30喷射混凝土，钢拱架采用i25b型钢，设置钢筋网，所述钢筋网的网格间距设置为18~22cm×18~22cm。

11、进一步地，所述方法还包括：

12、与横通道交叉的正洞段，交叉口范围内正洞靠横通道一侧的拱腰及拱脚处设置第一预应力锚索，另一侧边墙位置施作第二预应力锚索与第一自进式锚杆；采用双层支护。

13、进一步地，所述第一预应力锚索设置为多个，长度为10~20m，预应力为350kn，施作间距为：环向间距0.8~1.2m、纵向间距0.8~1.2m。

14、进一步地，所述第二预应力锚索和自进式锚杆设置多个，采用梅花形布置，施作间距为：环向间距0.8~1.2m、纵向间距0.8~1.2m，所述第二预应力锚索的长度为15~25m，预应力为300~400kn，所述第一自进式锚杆的长度为10~15m，直径为30~40mm。

15、进一步地，所述方法还包括：

16、正洞轴线方向横通道前后5m范围正洞段，拱顶、拱腰及边墙部位施作第二自进式锚杆；在边墙施作第三预应力锚索。

17、进一步地，所述第二自进式锚杆长度为5~10m，直径为30~40mm，所述第三预应力锚索的长度为10~20m，预应力为300~400kn，所述第二自进式锚杆与所述第三预应力锚索采用梅花形布置，施作间距为：环向间距0.8~1.2m、纵向间距0.8~1.2m

18、本发明至少具有以下有益效果：

19、1、横通道拱顶施作管棚，施作双层初支，拱腰、边墙及拱脚施作φ108管棚加固。

20、2、正洞施作双层初支，靠横通道一侧拱腰及拱脚位置施作长预应力锚索，另一侧施作长预应力锚索及长锚杆加固。

21、3、横通道与正洞的钢拱架连接处采用螺栓焊接进行连接。该方法能够将横通道与正洞形成交叉口处加固为一体。

22、4、正洞轴线方向横通道前后5m范围内采用锚杆＋长锚索支护，更好地控制围岩变形。

技术特征：

1.一种超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述管棚设置为多个，多个管棚环形阵列布局，环向间距为20~40cm。

3.根据权利要求2所述的超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述管棚的长度为10~30m。

4.根据权利要求1所述的超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述锁脚桩的长度为3~5m，施作间距为：环向间距0.8~1.2m、纵向间距0.8~1.2m，锁脚桩与横通道边墙所成角度为40°~60°。

5.根据权利要求1所述的超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述施作双层初支具体包括：

6.根据权利要求1所述的超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求6所述的超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述第一预应力锚索设置为多个，长度为10~20m，预应力为350kn，施作间距为：环向间距0.8~1.2m、纵向间距0.8~1.2m。

8.根据权利要求6所述的超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述第二预应力锚索和自进式锚杆设置多个，采用梅花形布置，施作间距为：环向间距0.8~1.2m、纵向间距0.8~1.2m，所述第二预应力锚索的长度为15~25m，预应力为300~400kn，所述第一自进式锚杆的长度为10~15m，直径为30~40mm。

9.根据权利要求1所述的超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述方法还包括：

10.根据权利要求9所述的超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，其特征在于，所述第二自进式锚杆长度为5~10m，直径为30~40mm，所述第三预应力锚索的长度为10~20m，预应力为300~400kn，所述第二自进式锚杆与所述第三预应力锚索采用梅花形布置，施作间距为：环向间距0.8~1.2m、纵向间距0.8~1.2m。

技术总结
本发明公开一种超大埋深软岩隧道正洞与横通道交叉口支护加强方法，所述方法包括：横通道挑顶施工时施作管棚加固横通道前上方岩体；横通道靠正洞一侧4m范围内拱腰、边墙及拱脚位置施作锁脚桩；施作双层初支。本发明能够大大减小由于横通道开挖对正洞造成严重的大变形问题，保证超大埋深软岩条件下隧道结构的安全。

技术研发人员：谭忠盛,赵金鹏,张宝瑾,王凤喜,林克,周振梁,李宗林,范晓敏
受保护的技术使用者：北京交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15