一种超细高型岩石隧道洞室的制作方法

本实用新型涉及隧道施工技术领域，尤其涉及一种超细高型岩石隧道洞室。

背景技术：

21世纪以来，我国修建了大量的山岭铁路、公路等隧道，而且长距离、小中型断面的隧道占很大的比重，且隧道设计断面的高跨比较小，多处于2以下，属于常规洞室，而超细长型的隧道洞室较少。

近年来随着我国城市建设发展及地下空间的大力开发利用，为满足各种特殊的使用功能，越来越多的高宽比较大的细高型种类地下洞室正在修建，该类洞室因高跨比很大，相对于常规洞室，开挖后边墙与顶部围岩的塑性区区域在深度和广度上都明显增加，对洞室围岩稳定性有着明显的影响，其开挖与支护难度高，遇软弱不良地质容易坍塌，施工安全风险较高。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种超细高型岩石隧道洞室，洞室整体设计有利于保证开挖的安全性。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种超细高型岩石隧道洞室：

隧道洞室呈拱型结构，包括依次连接的拱顶、斜边墙以及直边墙，拱顶上锚固有拱顶锚杆，斜边墙上锚固有斜边墙支护组，直边墙上锚固有直边墙锚杆；

隧道洞室开挖壁面上依次设置挂网喷射混凝土、锚喷初期支护层、防排水体系层以及二次衬砌结构。

进一步地，斜边墙支护组包括斜边墙锚索与斜边墙锚杆，斜边墙锚索与斜边墙锚杆交替设置。

进一步地，斜边墙锚索长度为9～25m，横向间距为3～5m，竖向间距为3～5m。

进一步地，斜边墙与直边墙的连接端相较于其与拱顶的连接端近拱顶中轴线设置，斜边墙的坡率为1:0.1～1:0.25。

进一步地，隧道洞室宽度小于10m，高度与宽度之比大于4。

进一步地，拱顶高度3～6m，斜边墙高度14～18m，直边墙高度14～18m。

进一步地，防排水体系层上设置有排水管，隧道洞室内设置有排水沟，排水管与排水沟相连通。

本实用新型的一种超细高型岩石隧道洞室具有如下有益效果:

1、本实用新型，超细高型隧道洞室宽度小于10m，高度与宽度之比大于4，整体宽度较小，高度较高，将其设置成由拱顶、斜边墙以及直边墙组成的“上宽下窄”的结构，且斜边墙坡率为1:0.1～1:0.25，“上宽”处增大了作业空间，方便作业，提高了工作效率，尤其是作业面整体由上到下递减，有利于保证洞室开挖过程中应力场的平稳转变，避免直筒式洞室作业造成的洞室应力场突变。

2、本实用新型，设置锚喷初期支护层，即采用锚喷支护形式，特别是在软弱、上软下硬、软硬不均的围岩条件下，能够有效控制高边墙的大变形，具有较强适用性，降低了施工风险，保证了施工安全。

3、本实用新型，设置斜边墙支护组，斜边墙支护组由斜边墙锚索与斜边墙锚杆组合交替设置而成，锚索及锚杆组合式联合支护可以提供较强的抗拉拔能力，能够充分利用围岩深处的锚固能力，有效控制超高边墙在开挖过程中，塑性区区域范围加大、围岩变形增大等产生的不利影响。改变常规钢拱架、型钢等临时支护措施支护能力差，工时损耗大，投资大的缺陷。

4、本实用新型，提供一种“上宽下窄、斜直组合”的高边墙洞室结构型式，采用“锚索+长短锚杆”组合式支护参数设计，支护稳固，可以保证超细高型隧道洞室的快速安全高效施工，解决了高跨比超细高型岩石隧道洞室在施工过程中容易失稳的技术难点，

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的上提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的超细高型岩石隧道洞室结构示意图；

图2为图1中a部分的结构放大示意图。

附图标记说明：

1-拱顶；11-拱顶锚杆；2-斜边墙；21-斜边墙支护组；211-斜边墙锚索；212-斜边墙锚杆；3-直边墙；4-挂网喷射混凝土；5-锚喷初期支护层；6-防排水体系层；7-二次衬砌结构；8-排水管；9-排水沟。

具体实施方式

为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种超细高型岩石隧道洞室做进一步地详细的描述。

如图1-2所示：超细高型岩石隧道洞室施工方法，包括以下步骤：

s1：隧道洞室设计：隧道洞室设计为依次连接的拱顶1、斜边墙2以及直边墙3构成的结构。超细高形岩石隧道洞室断面跨度较小，开挖高度较高，空间狭小，由此，将隧道洞室边墙上下分为斜边墙2与直边墙3，斜边墙2空间大，利于工作面的开展，提高工作效率。此外，作业面整体由上到下递减，有利于保证洞室应力场的平稳转变，避免直筒式洞室作业造成的洞室应力场突变，保证施工安全。

进一步地，隧道洞室宽度小于10m，高度与宽度之比大于4。

s2：隧道洞室台阶划分：隧道洞室竖向划分为若干个台阶；即采用台阶法开挖，能够尽可能的利用有限的工作空间进行高效率开挖。

进一步地，台阶高度为3～8m，台阶错开距离为5～10m。

s3：拱顶1处台阶开挖，开挖完成后，于洞室开挖面上及时施作拱顶锚杆11，然后依次施工挂网喷射混凝土4，然后再施工锚喷初期支护层5。

更具体地，将拱顶1处划分为1～2个台阶，从上到下依次开挖，每个台阶开挖完成后，于洞室开挖面上及时施作拱顶锚杆11，然后依次施工挂网喷射混凝土4以及锚喷初期支护层5。

s4：斜边墙2处台阶开挖，开挖完成后施作斜边墙支护组21，然后依次施工挂网喷射混凝土4以及锚喷初期支护层5；

进一步地，斜边墙2处划分为3～5个台阶，从上往下依次开挖台阶，每个台阶开挖完成后施作斜边墙支护组21，然后依次施工挂网喷射混凝土4以及锚喷初期支护层5。

进一步地，斜边墙支护组21包括斜边墙锚索211与斜边墙锚杆212，斜边墙锚索211与斜边墙锚杆212交替设置。隧道斜边墙2范围内支护主要为斜边墙锚索211及斜边墙锚杆212联合支护，斜边墙锚杆212长短不一，斜边墙锚索211长度为9～25m，横向间距为3～5m，竖向间距为3～5m，即相邻斜边墙锚索211之间的间距均为3～5m。优选地，斜边墙锚索211的长度为15m，横向间距5m，竖向间距5m。斜边墙锚索211与斜边墙锚杆212的配合设置，大大加强了支护。

进一步地，s5：直边墙3处台阶开挖，开挖完成后施作直边墙锚杆31，然后依次施工挂网喷射混凝土4以及锚喷初期支护层5；

进一步地，直边墙3处划分为3～5个台阶，从上往下依次开挖台阶，每个台阶开挖完成后施作直边墙锚杆31，然后依次施工挂网喷射混凝土4以及锚喷初期支护层5。

s5：锚喷初期支护层5变形稳定后，铺设防排水体系层6；

s6：防排水体系层6铺设完成后，浇筑二次衬砌结构7，形成超细高型岩石隧道洞室。

超细高型岩石隧道洞室，隧道洞室呈拱型结构，包括依次连接的拱顶1、斜边墙2以及直边墙3，拱顶1上锚固有拱顶锚杆11，斜边墙2上锚固有斜边墙锚索211与斜边墙锚杆212组成的斜边墙支护组21，直边墙3上锚固有直边墙锚杆31；隧道洞室开挖壁面上依次设置挂网喷射混凝土4、锚喷初期支护层5、防排水体系层6以及二次衬砌结构7。

进一步地，斜边墙2与直边墙3的连接端相较于其与拱顶1的连接端近拱顶1中轴线设置，斜边墙2的坡率为1:0.1～1:0.25。

进一步地，拱顶1高度3～6m，斜边墙2高度14～18m，直边墙3高度14～18m。该处的斜边墙2高度指斜边墙2竖向方向投影的长度。

进一步地，防排水体系层6上设置有排水管8，隧道洞室内设置有排水沟9，排水管8与排水沟9相连通，用于将防排水体系层6内的水排入排水沟9中。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步地描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。