高原地区特大断面隧道边顶拱塌腔支护系统及支护方法与流程

本发明涉及一种隧道支护系统，特别涉及一种特大断面隧道开挖后出现塌腔后，对洞体塌腔的支护系统及支护方法。

背景技术：

在高原地区的富水岩层中开挖特大断面隧道时，洞身围岩复杂，在开挖过程中会遇到各类围岩。由于隧道断面较大，又有岩层裂隙水的侵蚀，当开挖完成后，在边顶拱处有时会发生大面积塌方，形成塌腔。在对洞体进行初期支护时，若对大面积的塌腔采用传统的锚杆、钢筋网片和喷射混凝土初期支护时，会出现支护不稳定，容易造成喷射上的混凝土整体塌落。另外，高原地区高寒缺氧，对大断面洞体顶部的塌腔进行补救处理，存在施工压力大，施工工期长的问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种高原地区特大断面隧道边顶拱塌腔支护系统及支护方法，解决了高原地区特大断面隧道洞体中的边顶拱塌腔初期支护的难题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种高原地区特大断面隧道边顶拱塌腔支护系统，包括大断面开挖洞体轮廓，在大断面开挖洞体轮廓的拱顶处出现有拱顶塌腔，在大断面开挖洞体轮廓的岩面和拱顶塌腔的岩面上设置有初期支护混凝土喷射层，在大断面开挖洞体轮廓的拱顶正下方设置有主拱支撑体系，在主拱支撑体系的主拱架上固定焊接有副拱支撑架，在拱顶塌腔的外侧边缘上设置有锚索支撑体系，在拱顶塌腔的顶部设置有锚杆支撑体系。

在主拱支撑体系的主拱架与初期支护混凝土喷射层之间设置有混凝土填充体，主拱架和副拱支撑架是封闭在混凝土填充体中的。

一种高原地区特大断面隧道边顶拱塌腔支护方法，包括以下步骤：

第一步、开挖特大断面隧道洞体，形成大断面开挖洞体轮廓，在大断面洞体的拱顶出现有拱顶塌腔，在拱顶塌腔的岩面上喷射初期支护混凝土，进行岩面封闭；

第二步、在拱顶塌腔外侧的大断面开挖洞体轮廓的边墙处施做锚索支撑体系；在拱顶塌腔的顶部施做锚杆支撑体系；

第三步、在特大断面隧道洞体中安装主拱支撑体系，在主拱支撑体系的顶部安装副拱支撑架，使副拱支撑架的顶端紧靠拱顶塌腔的岩壁；

第四步、喷射支护混凝土层，封闭副拱和主拱，达到主拱和副拱与岩壁密实结合，形成一个支撑整体。

本发明总的发明构思是：在初期支护的主拱上对塌腔体的岩壁先进行初喷砼进行封闭，然后，采用预应力锚杆进行支护，最后构筑副拱支撑，在支撑后的塌腔顶部喷射混泥土，使塌腔和拱顶形成一个稳定的支撑体系。在对塌腔体进行处理前，一定要先对边墙进行锚索支护，以起到加强对边墙岩体的支护作用。

本发明解决了高原地区富水岩层中特大断面隧道的初期支护难题，具有现场施做简单，材料投入少，支护稳定和节省工期的功效。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种高原地区特大断面隧道边顶拱塌腔支护系统，开挖特大断面隧道洞体，形成大断面开挖洞体轮廓1，在洞体围岩松动处，会在大断面开挖洞体轮廓1的拱顶处出现有拱顶塌腔2，当拱顶塌腔2面积较大，深度较深时，会严重影响开挖好洞体的初期支护，使采用传统初期支护措施，不能起到预期的效果，并会产生新的塌方隐患；在大断面开挖洞体轮廓1的岩面和拱顶塌腔2的岩面上先喷射初期支护混凝土，在拱顶塌腔2的外侧边缘上设置锚索支撑体系5，起到稳定拱顶塌腔2所处位置边墙的作用，在拱顶塌腔2的顶部施做锚杆支撑体系6，以达到稳固拱顶塌腔2的效果，然后，在大断面开挖洞体轮廓1的拱顶正下方安装好的主拱支撑体系3的主拱架上固定焊接副拱支撑架4，使副拱支撑架4对拱顶塌腔2的岩体起到支撑作用，最后，喷射支护混凝土层7，封闭副拱和主拱。

在主拱支撑体系3的主拱架与初期支护混凝土喷射层7之间设置有混凝土填充体，主拱架和副拱支撑架4是封闭在混凝土填充体中的。

开挖特大断面隧道洞体，形成大断面开挖洞体轮廓1，在洞体围岩松动处，会在大断面开挖洞体轮廓1的边墙处出现有边墙塌腔，在边墙塌腔的外侧边缘上施做锚索支撑体系，在边墙塌腔中施做锚杆支撑体系，并在边墙塌腔中施做副拱支撑架，最后喷射支护混凝土层，封闭副拱和主拱。

一种高原地区特大断面隧道边顶拱塌腔支护方法，包括以下步骤：

第一步、开挖特大断面隧道洞体，形成大断面开挖洞体轮廓1，在大断面洞体的拱顶出现有拱顶塌腔2，在拱顶塌腔2的岩面上喷射初期支护混凝土，进行岩面封闭；

第二步、在拱顶塌腔2外侧的大断面开挖洞体轮廓1的边墙处施做锚索支撑体系5；在拱顶塌腔2的顶部施做锚杆支撑体系6；

第三步、在特大断面隧道洞体中安装主拱支撑体系3，在主拱支撑体系3的顶部安装副拱支撑架4，使副拱支撑架4的顶端紧靠拱顶塌腔2的岩壁；

第四步、喷射支护混凝土层7，封闭副拱和主拱，达到主拱和副拱与岩壁密实结合，形成一个支撑整体。