一种用于隧道破碎围岩的加固结构

本技术属于隧道挖掘工程，具体涉及一种隧道围岩加固结构。

背景技术：

1、随着地下工程向深部和山地地区的扩展，巷道、隧道等常常存在着软岩大变形的问题。npr锚杆/锚索是具有负泊松比效应的恒阻大变形锚杆/锚索，能够通过与其嵌入的岩体的相互耦合作用，实现协同变形的效果，形成npr岩体，从而改善了围岩的状态。

2、一般情况下，还将对隧道破碎围岩区域进行注浆处理，以便使得npr锚杆/锚索、锚固剂、岩体形成一体，从而实现支护体系对围岩的高应力补偿。对于破碎围岩注浆加固，一般则通过优化注浆装置以解决阶段式注浆范围。但是在面对隧道、巷道穿破碎带或断层带时，注浆材料流失严重的问题，未有较为合适的注浆加固手段。较为突出的问题是，在进行破碎带围岩注浆时由于破碎围岩面积大，使得注浆材料大面积流失，无法有效加固破碎围岩强度，支护材料无法有效将支护力传递，极大的影响施工效率。

3、因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服上述现有技术中支护材料无法有效传递支护力的技术缺陷。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

3、一种用于隧道破碎围岩的加固结构，其改进之处在于，所述加固结构包括：

4、初级支护层，包括同时沿隧道径向和轴向在隧道围岩内均匀设置的npr锚杆/锚索；在所述npr锚杆/锚索的自由端设置锚杆固定组件；

5、二衬支护层，包括二衬钢筋和混凝土；所述锚杆固定组件置于所述二衬支护层内；

6、注浆区，包括第一注浆区和第二注浆区，设置在所述初级支护层内；

7、所述注浆区通过所述npr锚杆/锚索能够对隧道围岩进行更加牢固的支护。

8、优选的，所述锚杆固定组件包括：

9、柔性网，由钢筋横纵交错形成，所述柔性网与隧道围岩相贴；

10、钢带，为环状体，与所述柔性网相贴且沿隧道岩壁径向设置，能够同时连接2个以上所述npr锚杆/锚索；

11、垫片，安装在每个所述npr锚杆/锚索上，同时设置于所述钢带下方与所述npr钢带相接触，能够在固定所述钢带的同时为所述npr锚杆/锚索施加预应力。

12、优选的，所述加固结构还包括：注浆孔，所述注浆孔由外向隧道围岩内部设置，用于注浆。

13、优选的，所述注浆孔在隧道围岩内的长度大于所述npr锚杆/锚索在隧道围岩内的长度。

14、优选的，所述注浆孔在隧道开挖面周边布设，环向间距不大于40cm。

15、优选的，所述注浆区覆盖所述初级支护层。

16、优选的，所述第一注浆区包括低压力粗颗粒珠注浆区；所述第二注浆区包括高压力细颗粒注浆区。

17、优选的，所述第一注浆区设置在所述注浆孔周围；所述第二注浆区设置在所述第一注浆区周围。

18、有益效果：

19、1、实现有效区域的注浆加固。传统注浆方法无法控制注浆范围与注浆效果，导致注浆材料的流失，围岩加固效果不明确。基于梯度注浆方法，首先通过低压力粗颗粒注浆，将所需加固区域内的破碎围岩大裂隙填充，实现小范围的注浆加固，有效方式注浆材料的大面积流失。再者通过高压力细颗粒注浆，将前者注浆材料与破碎围岩中的孔隙填充，实现区域内围岩强度的有效提高。

20、2、有效加固隧道破碎围岩。山地隧道建设过程中地质条件复杂，常常出现隧道穿过断层破碎带的情况。穿断层破碎带的施工段对应的围岩破碎，在npr锚杆/锚索的支护施工过程中无法有效传递预紧力，导致npr锚杆/锚索的高预紧力无法有效传递。通过对破碎带围岩的注浆加固，使应用范围内的围岩稳定性和强度提高，更好的实现npr锚杆/锚索预紧力的传递，实现高应力补偿。

21、3、快捷且经济。低压力粗颗粒注浆将区域内大裂隙填充，方式注浆材料的流失，有效节约了注浆材料流失造成的经济损失。然后进行高压力细颗粒注浆，实现快速经济的隧道围岩注浆加固。

技术特征：

1.一种用于隧道破碎围岩的加固结构，其特征在于，所述加固结构包括：

2.如权利要求1所述的用于隧道破碎围岩的加固结构，其特征在于，所述锚杆固定组件包括：

3.如权利要求1所述的用于隧道破碎围岩的加固结构，其特征在于，所述加固结构还包括：注浆孔，所述注浆孔由外向隧道围岩内部设置，用于注浆。

4.如权利要求3所述的用于隧道破碎围岩的加固结构，其特征在于，所述注浆孔在隧道围岩内的长度大于所述npr锚杆/锚索在隧道围岩内的长度。

5.如权利要求3所述的用于隧道破碎围岩的加固结构，其特征在于，所述注浆孔在隧道开挖面周边布设，环向间距不大于40cm。

6.如权利要求1所述的用于隧道破碎围岩的加固结构，其特征在于，所述注浆区覆盖所述初级支护层。

7.如权利要求1所述的用于隧道破碎围岩的加固结构，其特征在于，所述第一注浆区包括低压力粗颗粒珠注浆区；所述第二注浆区包括高压力细颗粒注浆区。

8.如权利要求1所述的用于隧道破碎围岩的加固结构，其特征在于，所述第一注浆区设置在所述注浆孔周围；所述第二注浆区设置在所述第一注浆区周围。

技术总结
本技术提供一种用于隧道破碎围岩的加固结构，其改进之处在于，加固结构包括：初级支护层，包括同时沿隧道径向和轴向在隧道围岩内均匀设置的NPR锚杆/锚索；在NPR锚杆/锚索的自由端设置锚杆固定组件；二衬支护层，包括二衬钢筋和混凝土；锚杆固定组件置于所述二衬支护层内；注浆区，包括第一注浆区和第二注浆区，设置在初级支护层内；注浆区通过NPR锚杆/锚索能够对隧道围岩进行更加牢固的支护。本申请克服了现有技术中的支护材料无法有效传递支护力的技术缺陷，实现有效区域的注浆加固。

技术研发人员：虎晓敏,张光逵,陈全胜,隋麒儒,霍树森
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：20230718
技术公布日：2024/2/19