一种岩溶隧道支护结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种岩溶隧道支护结构，包括超前支护结构、初期支护结构和防水二次衬砌结构，超前支护结构包括布设在隧道开挖断面墙体内的超前小导管，初期支护结构包括设置在隧道墙体表面的外层喷混凝土支护结构，外层喷混凝土支护结构与防水二次衬砌结构之间设置有中层喷混凝土支护结构和内层喷混凝土支护结构，外层喷混凝土支护结构与隧道墙体通过系统锚杆相连接，初期支护结构和防水二次衬砌结构之间铺设有防排水系统。本实用新型的支护结构能够有效控制围岩的较大变形，显著增强初期支护结构的强度和刚度，减小隧道围岩的变形量和沉降量，有效解决岩溶隧道围岩自稳能力差的问题，防止围岩出现渗水现象，极大的保证了岩溶隧道施工安全。
【专利说明】一种岩溶隧道支护结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于公路隧道支护结构【技术领域】，尤其是涉及一种岩溶隧道支护结 构。
【背景技术】
[0002] 岩溶现象是石灰岩地区水对可溶性岩石长期溶蚀的结果，在我国这种现象主要分 布在云贵高原和四川南部。在铁路隧道施工中经常会遇到这种不良地质条件，例如在厦门 至成都高速公路纳黔路C2标沙地坪隧道穿越盐溶角砾岩，裂隙发育，矿物成分以方解石、 粘土矿物为主，泥钙质胶结，胶结性较差，角砾（块）状构造，骨架主要为灰岩（方解石），骨 架之间为泥质或钙质的胶结物，地下水容易将胶结性差的泥质胶结和钙质胶结的胶结物溶 蚀冲刷掉，造成方解石骨架松动垮塌，此外，该地区富集岩溶水，呈淋雨状及股状，可能产生 突水涌泥现象，大部分呈半充填物状，充填物主要是石灰岩碎石及砂性土。若按照常规的铁 路隧道施工方法只简单的进行初期支护和二次衬砌作为隧道支护结构，很有可能导致围岩 沉降强烈，渗水较大，严重时甚至可能导致岩体坍塌、涌水。 实用新型内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种适用 于岩层较差、自稳能力弱的含充填物的岩溶隧道支护结构。该结构能够有效解决岩溶隧道 出现的围岩不稳定、初期支护结构刚度不足、渗水严重等问题，保障隧道施工安全。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种岩溶隧道支护结构，包 括超前支护结构、初期支护结构和防水二次衬砌结构，其特征在于：所述超前支护结构包括 布设在隧道开挖断面墙体内的超前小导管，所述超前小导管的延伸方向与隧道的延伸方向 一致；所述初期支护结构包括设置在隧道墙体表面的外层喷混凝土支护结构，外层喷混凝 土支护结构与防水二次衬砌结构之间设置有中层喷混凝土支护结构和内层喷混凝土支护 结构，所述初期支护结构的延伸方向与隧道的延伸方向一致，所述外层喷混凝土支护结构 与隧道墙体通过系统锚杆相连接；所述外层喷混凝土支护结构包括覆盖隧道墙体的第一混 凝土喷层和埋设在第一混凝土喷层内的第一钢拱架、第一纵向连接筋和第一钢筋网，第一 钢拱架上靠近中层喷混凝土支护结构一侧挂设有第二钢筋网，所述系统锚杆的一端与第一 钢筋网相连接，所述第一混凝土喷层的厚度为l〇cm?15cm ;所述中层喷混凝土支护结构包 括覆盖外层喷混凝土支护结构表面的第二混凝土喷层和埋设在第二混凝土喷层内的第二 钢拱架、第二纵向连接筋和第三钢筋网，所述第二混凝土喷层的厚度为l〇cm?15cm;所述 初期支护结构和防水二次衬砌结构之间铺设有防排水系统。
[0005] 上述的一种岩溶隧道支护结构，其特征在于：所述内层喷混凝土支护结构的结构 和厚度均与中层喷混凝土支护结构相同。
[0006] 上述的一种岩溶隧道支护结构，其特征在于：所述系统锚杆为中空注浆锚杆。
[0007] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0008] 1、本实用新型支护结构中将超前支护结构、初期支护结构和防水二次衬砌结构相 结合，使该支护结构能够有效控制围岩的较大变形，防止围岩出现渗水现象，极大的保证了 岩溶隧道施工安全，此外，该支护结构中的初期支护结构由外层、中层和内层三层喷混凝土 支护结构组成，且这三层喷混凝土支护结构较现有普通的初期支护结构中混凝土喷层的厚 度变薄，节约材料的同时仍能够显著增强初期支护结构的强度和刚度，减小隧道围岩的变 形量和沉降量，有效解决岩溶隧道围岩自稳能力差的问题，保证隧道支护结构的安全可靠。
[0009] 2、本实用新型支护结构中的超前支护结构通过采用超前小导管进行预注浆完成， 该超前支护结构能够对岩溶隧道围岩起到改良土体及改善堵水状况的效果，初期支护结构 中采用压浆中空锚杆注浆能够起到止水，增强围岩承载能力的作用，钢拱架之间通过布置 纵向连接筋使钢拱架连接成整体，结构更加稳定，防水二次衬砌结构能够有效的防止水直 接渗出，保证水能够通过防排水系统排出。
[0010] 3、本实用新型支护结构能够有效解决岩溶隧道出现的围岩不稳定、初期支护结构 刚度不足、渗水严重等问题，保障隧道施工安全。
[0011] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1为本实用新型的结构示意图。
[0013] 图2为本实用新型外层喷混凝土支护结构与系统锚杆的连接结构示意图。
[0014] 图3为本实用新型中层喷混凝土支护结构的结构示意图。
[0015] 图4为图2中的A-A剖视放大图。
[0016] 图5为图3中的B-B剖面放大图。
[0017] 附图标记说明：
[0018] 1 一防水二次衬砌结构； 2-外层喷混凝土支护结构；
[0019] 3-中层喷混凝土支护结构； 4一内层喷混凝土支护结构；
[0020] 5一超前小导管； 6-系统锚杆； 7-第一钢筋网；
[0021] 8-第一钢拱架； 9 一第一纵向连接筋；10-第二钢筋网；
[0022] 11-第一混凝土喷层；12-第二钢拱架； 13-第二纵向连接筋；
[0023] 14 一第三钢筋网； 15-防排水系统； 16-第二混凝土喷层。
【具体实施方式】
[0024] 如图1、图2和图3所示的一种岩溶隧道支护结构，一种岩溶隧道支护结构，包括超 前支护结构、初期支护结构和防水二次衬砌结构1，所述超前支护结构包括布设在隧道开挖 断面墙体内的超前小导管5,所述超前小导管5的延伸方向与隧道的延伸方向一致；所述初 期支护结构包括设置在隧道墙体表面的外层喷混凝土支护结构2,外层喷混凝土支护结构 2与防水二次衬砌结构1之间设置有中层喷混凝土支护结构3和内层喷混凝土支护结构4， 所述初期支护结构的延伸方向与隧道的延伸方向一致，所述外层喷混凝土支护结构2与隧 道墙体通过系统锚杆6相连接；所述外层喷混凝土支护结构2包括覆盖隧道墙体的第一混 凝土喷层11和埋设在第一混凝土喷层11内的第一钢拱架8、第一纵向连接筋9和第一钢筋 网7,第一钢拱架8上靠近中层喷混凝土支护结构3 -侧挂设有第二钢筋网10,所述系统锚 杆6的一端与第一钢筋网7相连接，所述第一混凝土喷层11的厚度为10cm?15cm ;所述 中层喷混凝土支护结构3包括覆盖外层喷混凝土支护结构2表面的第二混凝土喷层16和 埋设在第二混凝土喷层16内的第二钢拱架12、第二纵向连接筋13和第三钢筋网14,所述 第二混凝土喷层16的厚度为10cm?15cm ;所述初期支护结构和防水二次衬砌结构1之间 铺设有防排水系统15。
[0025] 本实施例中，所述内层喷混凝土支护结构4的结构和厚度均与中层喷混凝土支护 结构3相同。
[0026] 本实施例中，所述系统锚杆6为中空注浆锚杆，注浆后能够起到止水，增强围岩承 载能力的作用。
[0027] 本实施例中，所述第一纵向连接筋9焊接在第一钢拱架8上，所述第二纵向连接筋 13焊接在第二钢拱架12上，安装方便。
[0028] 本实施例中，所述第一钢拱架8为每榀间距为50cm?70cm的工字钢架，相邻两个 所述第一钢拱架8之间的间距相等，所述第二钢拱架12为每榀间距为50cm?70cm的工字 钢架，相邻两个所述第二钢拱架12之间的间距相等，单个第一钢拱架8上相邻两个第一纵 向连接筋9之间的环向间距为80cm?100cm，单个第二钢拱架12上相邻两个第二纵向连接 筋13之间的环向间距为80cm?100cm，初期支护结构稳定，安全可靠。
[0029] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种岩溶隧道支护结构，包括超前支护结构、初期支护结构和防水二次衬砌结构 (1)，其特征在于：所述超前支护结构包括布设在隧道开挖断面墙体内的超前小导管（5)， 所述超前小导管（5)的延伸方向与隧道的延伸方向一致；所述初期支护结构包括设置在隧 道墙体表面的外层喷混凝土支护结构（2)，外层喷混凝土支护结构（2)与防水二次衬砌结 构（1)之间设置有中层喷混凝土支护结构（3)和内层喷混凝土支护结构（4)，所述初期支 护结构的延伸方向与隧道的延伸方向一致，所述外层喷混凝土支护结构（2)与隧道墙体通 过系统锚杆（6)相连接；所述外层喷混凝土支护结构（2)包括覆盖隧道墙体的第一混凝土 喷层（11)和埋设在第一混凝土喷层（11)内的第一钢拱架（8)、第一纵向连接筋（9)和第 一钢筋网（7)，第一钢拱架（8)上靠近中层喷混凝土支护结构（3) -侧挂设有第二钢筋网 (10)，所述系统锚杆（6)的一端与第一钢筋网（7)相连接，所述第一混凝土喷层（11)的厚 度为10cm?15cm ;所述中层喷混凝土支护结构（3)包括覆盖外层喷混凝土支护结构（2)表 面的第二混凝土喷层（16)和埋设在第二混凝土喷层（16)内的第二钢拱架（12)、第二纵向 连接筋（13)和第三钢筋网（14)，所述第二混凝土喷层（16)的厚度为10cm?15cm ;所述初 期支护结构和防水二次衬砌结构（1)之间铺设有防排水系统（15)。
2. 按照权利要求1所述的一种岩溶隧道支护结构，其特征在于：所述内层喷混凝土支 护结构（4)的结构和厚度均与中层喷混凝土支护结构（3)相同。
3. 按照权利要求1所述的一种岩溶隧道支护结构，其特征在于：所述系统锚杆（6)为 中空注浆锚杆。
【文档编号】E21D11/10GK203867589SQ201420310339
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】张擎, 李希朋, 谭永庆, 周鑫, 彭华, 马志博, 樊艳冬 申请人:长安大学