[实用新型]一种隧道防岩爆支护体系及隧道结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及交通、水利及矿山等工程技术领域，具体而言，涉及一种隧道防岩爆支护体系及隧道结构。

背景技术

岩爆是硬质岩体在高地应力状态下由于隧道开挖导致径向应力解除，切向应力增加后产生的一种储存在岩体内的形变能突然释放的动力破坏现象。截至目前，国内外对于岩爆的防治尤其是支护措施的设计大多采用被动防护的理念，所谓被动防护，即依靠支护结构自身的强度来抵御可能发生的岩爆灾害。杆体不能与岩土体变形相互协调，岩体变形量超过杆体允许的最大形变量时，杆体会被拉断而失效。另外被动支护不能改善洞壁受力状态，在防岩爆过程中又无法实现岩体内形变能的释放，导致防岩爆效果不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种隧道防岩爆支护体系，该支护体系能够快速地改善围岩应力状态，释放岩体形变能，降低岩爆发生的烈度与概率，较好地保障隧道岩爆条件下洞室稳定与施工安全。

本实用新型的另一目的在于提供一种隧道结构，该隧道结构使用了本实用新型提供的支护体系，增强了其防岩爆的能力。

本实用新型是这样实现的：

一种隧道防岩爆支护体系，包括围岩、喷射混凝土层和多根预应力释能锚杆，控制预应力释能锚杆，使预应力释能锚杆对围岩进行主动支护，给预应力锚杆的杆体预先设定一个受力值，当杆体的受力达到受力值时预应力锚杆可根据防岩爆需求横阻滑移一定距离，喷射混凝土层形成于围岩的洞室表面，喷射混凝土层开设有间隔设置的多个凹槽，预应力释能锚杆的一端沿围岩径向方向埋设于围岩，预应力释能锚杆的另一端位于喷射混凝土层。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，任意一个凹槽位于相邻的两根预应力释能锚杆之间。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，凹槽沿与其开口面垂直方向的截面形状为U形。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，多个凹槽沿围岩周向方向的宽度和大于0cm且小于30cm。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，喷射混凝土层包括沿围岩到喷射混凝土层方向依次设置的第一喷射混凝土层、钢筋网和第二喷射混凝土层，第一喷射混凝土层喷射于洞室表面，预应力释能锚杆远离围岩的一端贯穿第一喷射混凝土层并与钢筋网连接，第二喷射混凝土层喷射于钢筋层和预应力释能锚杆。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，凹槽贯穿于第一喷射混凝土层和第二喷射混凝土层。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，钢筋网悬挂于预应力释能锚杆。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，预应力释能锚杆包括杆体、螺母和涨壳锚头，杆体包括伸缩组件，伸缩组件具有能够相互靠近和远离的第一连接端和第二连接端，第一连接端与涨壳锚头连接，第二连接端与螺母连接，当杆体受力达到设定值时，第二连接端远离第一连接端，预应力释能锚杆便开始滑移，滑移的距离可根据防岩爆要求设定，从而达到释放存储在岩体中的部分形变能，防止或减弱岩爆发生的目的。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，杆体为实心或是空心结构。

一种隧道结构，包括上述隧道防岩爆支护体系。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的隧道防岩爆支护体系包括围岩、喷射混凝土层和多根预应力释能锚杆。喷射混凝土层开设有供其变形的凹槽，使喷射混凝土层与预应力释能锚杆共同变形，该隧道防岩爆的支护体系设计科学合理，可有效防止岩爆的发生或减弱岩爆的发生程度。

本实用新型提供的隧道结构包括本实用新型提供的隧道防岩爆支护体系，增强了其防岩爆的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的预应力释能锚杆释放前示意图；

图2是本实用新型实施方式提供的喷射混凝土层的示意图；

图3是本实用新型实施方式提供的预应力释能锚杆释放后示意图；

图4是本实用新型实施方式提供的预应力释能锚杆插入围岩的示意图；

图5是本实用新型实施方式提供的预应力释能锚杆沿围岩滑移一段距离的示意图；

图6是本实用新型实施方式提供的预应力释能锚杆沿围岩滑移另一段距离的示意图；

图7是本实用新型实施方式提供的隧道结构示意图。