专利名称：岩爆隧道支护结构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铁路隧道支护结构技术领域，尤其是一种岩爆隧道支护结构。
背景技术：
岩爆是高地应力区地下工程中常见的一种卸荷破坏地质灾害现象，即岩体中聚积的变形能在地下工程开挖中突然猛烈释放，导致岩石爆裂并弹射出来的现象，轻微的岩爆仅有剥落岩片，无弹射现象，严重的可测到4. 6级的震级，并伴有很大的声响，其原因是围岩应力超过其弹性极限，岩体内聚集的弹性变形能突然猛烈的释放且产生爆裂松脱、剥落、 弹射甚至抛掷现象。它直接威胁人员、设备安全，影响工程进度，是世界性的地下工程难题之一。目前在易发生岩爆的地段，主要采取锚杆支护、锚喷硅支护、钢纤维喷硅支护、钢支撑等多种支护方法有效的组合在一起来防止岩爆的发生，具体做法是爆破后立即向基岩拱部及侧壁喷射钢纤维或塑料纤维混凝土，再加设锚杆及钢筋网。上述喷射的混凝土均为刚性混凝土，即该混凝土凝固后其内的毛细孔率较高，粒子粘结力较差，这样所形成的混凝土构件在频繁的瞬间重压或冲击力作用下，容易导致混凝土构件极限承载而使构件表面出现龟裂、破损。因此，现有在地下工程开挖时，工作面的岩石上锚喷的混凝土层抗压强度低、 凝固慢、塌落量大，更重要的是缺乏韧性、无回弹量、抗折强度低，易发生岩爆灾害。
发明内容本实用新型是为了解决隧道地下工程施工中的岩爆防治问题，避免和减少隧道岩爆的发生，提出一种岩爆隧道支护结构。本实用新型采用的技术方案是岩爆隧道支护结构，其特征在于由大角度超前锚杆、超前应力释放孔、边墙应力释放孔、柔性细密钢丝网、径向锚杆、喷射混凝土、防水板、模筑二次衬砌墙体组成多层支护结构，所述大角度超前锚杆和超前应力释放孔设在支护结构中间的掌子面上，支护结构墙体的两外侧设置边墙应力释放孔，支护结构墙面覆盖柔性细密钢丝网，所述喷射混凝土是含有沸石粉、钢纤维的高性能混凝土。所述柔性细密钢丝网是用退火钢丝制成的细密钢丝网。本实用新型的有益效果是采用大角度超前锚杆、超前应力释放孔、边墙应力释放孔、柔性细密钢丝网、径向锚杆、喷射混凝土、防水板、模筑二次衬砌墙体组成多层支护结构，其中①设置大角度超前锚杆，一方面可在钻进过程中释放一部分岩体初始应力，另一方面在开挖爆破后，大角度超前锚杆与围岩产生共同作用，通过锚杆使围岩表面的高应力尽快扩散到围岩深层，以减小应力集中。②通过在掌子面设置超前应力释放孔配合边墙应力释放孔，可主动给岩体提供变形空间，使其内部的高应力得到有效的释放，另外可通过向孔内进行高压注水，软化围岩，水的劈裂作用可以在岩石内部产生新的裂缝并使岩石内原有的裂缝进一步扩展，这样可以降低围岩的强度和储存弹性应变能的能力。③设置柔性钢丝网防护结构柔性细密钢丝网由退火钢丝编织而成，结合喷射含有沸石粉、钢纤维的高性能混凝土，可以有效密贴围岩，减缓和控制岩爆的发生。
图1是本实用新型实施例的结构示意图；图2是大角度超前锚杆和超前应力释放孔的侧面示意图；图3是柔性细密钢丝网的示意图。 图中标号分别表示1-大角度超前锚杆，2-超前应力释放孔，3-边墙应力释放孔， 4-径向锚杆，5-柔性细密钢丝网，6-喷射混凝土，7-防水板，8-模筑二次衬砌墙体。
具体实施方式
如附图所示，本实用新型的岩爆隧道支护结构是由大角度超前锚杆1、超前应力释放孔2、边墙应力释放孔3、柔性细密钢丝网5、径向锚杆4、喷射混凝土 6、防水板7、模筑二次衬砌墙体8组成的多层支护结构。大角度超前锚杆1和超前应力释放孔2设在支护结构中间的掌子面上，支护结构墙体的两外侧设置边墙应力释放孔3。其中大角度超前锚杆1 和超前应力释放孔2均按多根排列，设在支护结构中间的掌子面上，见图2，超前应力释放孔2和边墙应力释放孔3为围岩钻孔，可向孔内进行高压注水。支护结构墙面覆盖用退火钢丝制成的柔性细密钢丝网5，其结构见图3，本例采用由直径1 2mm的退火钢丝以间隔为5cmX 5cm制成。喷射混凝土 6是含有沸石粉、钢纤维的高性能混凝土，可以有效密贴围岩，减缓和控制岩爆的发生。应用于隧道施工中开挖围岩，在掌子面设置大角度超前锚杆1 ；设置超前应力释放孔2、边墙应力释放孔3，向应力释放孔内高压注水；设置径向锚杆4，挂柔性细密钢丝网 5，喷射混凝土 6，形成柔性防护体系；挂防水板7，模筑二次衬砌墙体8，构成完整的岩爆隧道多层支护结构。
权利要求1.一种岩爆隧道支护结构，其特征在于由大角度超前锚杆(1)、超前应力释放孔O)、 边墙应力释放孔⑶、柔性细密钢丝网(5)、径向锚杆⑷、喷射混凝土(6)、防水板(7)、模筑二次衬砌墙体(8)组成多层支护结构，所述大角度超前锚杆(1)和超前应力释放孔(2)设在支护结构中间的掌子面上，支护结构墙体的两外侧设置边墙应力释放孔(3)，支护结构墙面覆盖柔性细密钢丝网(5)，所述喷射混凝土(6)是含有沸石粉、钢纤维的高性能混凝土。
2.根据权利要求1所述的岩爆隧道支护结构，其特征在于所述柔性细密钢丝网(5)是用退火钢丝制成的细密钢丝网。
专利摘要本实用新型属于铁路隧道支护结构领域，是一种岩爆隧道支护结构，特征在于由大角度超前锚杆、超前应力释放孔、边墙应力释放孔、柔性细密钢丝网、径向锚杆、喷射混凝土、防水板、模筑二次衬砌墙体组成多层支护结构，所述大角度超前锚杆和超前应力释放孔设在支护结构中间的掌子面上，支护结构墙体的两外侧设置边墙应力释放孔，支护结构墙面覆盖柔性细密钢丝网，所述喷射混凝土是含有沸石粉、钢纤维的高性能混凝土，能有效解决隧道地下工程施工中的岩爆防治问题，避免和减少隧道岩爆的发生。
文档编号E21D21/00GK202140103SQ20112026224
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者张旭东, 王更峰 申请人:中铁十一局集团有限公司