高原地區特大斷面隧道邊頂拱塌腔支護系統及支護方法與流程

本發明涉及一種隧道支護系統，特別涉及一種特大斷面隧道開挖后出現塌腔后，對洞體塌腔的支護系統及支護方法。

背景技術：

在高原地區的富水巖層中開挖特大斷面隧道時，洞身圍巖復雜，在開挖過程中會遇到各類圍巖。由于隧道斷面較大，又有巖層裂隙水的侵蝕，當開挖完成后，在邊頂拱處有時會發生大面積塌方，形成塌腔。在對洞體進行初期支護時，若對大面積的塌腔采用傳統的錨桿、鋼筋網片和噴射混凝土初期支護時，會出現支護不穩定，容易造成噴射上的混凝土整體塌落。另外，高原地區高寒缺氧，對大斷面洞體頂部的塌腔進行補救處理，存在施工壓力大，施工工期長的問題。

技術實現要素：

本發明提供了一種高原地區特大斷面隧道邊頂拱塌腔支護系統及支護方法，解決了高原地區特大斷面隧道洞體中的邊頂拱塌腔初期支護的難題。

本發明是通過以下技術方案解決以上技術問題的：

一種高原地區特大斷面隧道邊頂拱塌腔支護系統，包括大斷面開挖洞體輪廓，在大斷面開挖洞體輪廓的拱頂處出現有拱頂塌腔，在大斷面開挖洞體輪廓的巖面和拱頂塌腔的巖面上設置有初期支護混凝土噴射層，在大斷面開挖洞體輪廓的拱頂正下方設置有主拱支撐體系，在主拱支撐體系的主拱架上固定焊接有副拱支撐架，在拱頂塌腔的外側邊緣上設置有錨索支撐體系，在拱頂塌腔的頂部設置有錨桿支撐體系。

在主拱支撐體系的主拱架與初期支護混凝土噴射層之間設置有混凝土填充體，主拱架和副拱支撐架是封閉在混凝土填充體中的。

一種高原地區特大斷面隧道邊頂拱塌腔支護方法，包括以下步驟：

第一步、開挖特大斷面隧道洞體，形成大斷面開挖洞體輪廓，在大斷面洞體的拱頂出現有拱頂塌腔，在拱頂塌腔的巖面上噴射初期支護混凝土，進行巖面封閉；

第二步、在拱頂塌腔外側的大斷面開挖洞體輪廓的邊墻處施做錨索支撐體系；在拱頂塌腔的頂部施做錨桿支撐體系；

第三步、在特大斷面隧道洞體中安裝主拱支撐體系，在主拱支撐體系的頂部安裝副拱支撐架，使副拱支撐架的頂端緊靠拱頂塌腔的巖壁；

第四步、噴射支護混凝土層，封閉副拱和主拱，達到主拱和副拱與巖壁密實結合，形成一個支撐整體。

本發明總的發明構思是：在初期支護的主拱上對塌腔體的巖壁先進行初噴砼進行封閉，然后，采用預應力錨桿進行支護，最后構筑副拱支撐，在支撐后的塌腔頂部噴射混泥土，使塌腔和拱頂形成一個穩定的支撐體系。在對塌腔體進行處理前，一定要先對邊墻進行錨索支護，以起到加強對邊墻巖體的支護作用。

本發明解決了高原地區富水巖層中特大斷面隧道的初期支護難題，具有現場施做簡單，材料投入少，支護穩定和節省工期的功效。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細說明：

一種高原地區特大斷面隧道邊頂拱塌腔支護系統，開挖特大斷面隧道洞體，形成大斷面開挖洞體輪廓1，在洞體圍巖松動處，會在大斷面開挖洞體輪廓1的拱頂處出現有拱頂塌腔2，當拱頂塌腔2面積較大，深度較深時，會嚴重影響開挖好洞體的初期支護，使采用傳統初期支護措施，不能起到預期的效果，并會產生新的塌方隱患；在大斷面開挖洞體輪廓1的巖面和拱頂塌腔2的巖面上先噴射初期支護混凝土，在拱頂塌腔2的外側邊緣上設置錨索支撐體系5，起到穩定拱頂塌腔2所處位置邊墻的作用，在拱頂塌腔2的頂部施做錨桿支撐體系6，以達到穩固拱頂塌腔2的效果，然后，在大斷面開挖洞體輪廓1的拱頂正下方安裝好的主拱支撐體系3的主拱架上固定焊接副拱支撐架4，使副拱支撐架4對拱頂塌腔2的巖體起到支撐作用，最后，噴射支護混凝土層7，封閉副拱和主拱。

在主拱支撐體系3的主拱架與初期支護混凝土噴射層7之間設置有混凝土填充體，主拱架和副拱支撐架4是封閉在混凝土填充體中的。

開挖特大斷面隧道洞體，形成大斷面開挖洞體輪廓1，在洞體圍巖松動處，會在大斷面開挖洞體輪廓1的邊墻處出現有邊墻塌腔，在邊墻塌腔的外側邊緣上施做錨索支撐體系，在邊墻塌腔中施做錨桿支撐體系，并在邊墻塌腔中施做副拱支撐架，最后噴射支護混凝土層，封閉副拱和主拱。

一種高原地區特大斷面隧道邊頂拱塌腔支護方法，包括以下步驟：

第一步、開挖特大斷面隧道洞體，形成大斷面開挖洞體輪廓1，在大斷面洞體的拱頂出現有拱頂塌腔2，在拱頂塌腔2的巖面上噴射初期支護混凝土，進行巖面封閉；

第二步、在拱頂塌腔2外側的大斷面開挖洞體輪廓1的邊墻處施做錨索支撐體系5；在拱頂塌腔2的頂部施做錨桿支撐體系6；

第三步、在特大斷面隧道洞體中安裝主拱支撐體系3，在主拱支撐體系3的頂部安裝副拱支撐架4，使副拱支撐架4的頂端緊靠拱頂塌腔2的巖壁；

第四步、噴射支護混凝土層7，封閉副拱和主拱，達到主拱和副拱與巖壁密實結合，形成一個支撐整體。