[发明专利]大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构及施工方法

权利要求书

1.一种大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构，隧洞分为上中下三层，其特征在于：上层（2）有上层钢支撑架，中层中部（3）两侧边墙有中层钢筋混凝土预衬砌（13），下层中部（6）两侧边墙有下层钢筋混凝土预衬砌（17），底部是底板钢筋混凝土衬砌（19），中层与上层边墙角结合部位均布中层超期固结灌浆孔（10），下层与中层边墙角结合部位均布一组下层超期固结灌浆孔（11），每组超前固结灌浆孔中灌浆完成并插入锚杆。

2.根据权利要求1所述的大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构，其特征在于：中层钢筋混凝土预衬砌（13）和下层钢筋混凝土预衬砌（17）中预留接长钢筋（14）。

3.根据权利要求1所述的大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构，其特征在于：中层钢筋混凝土预衬砌（13）和下层钢筋混凝土预衬砌（17）中分别横向插入中层自进式中空预应力锚杆（15）和下层自进式中空预应力锚杆（18）。

4.根据权利要求1所述的大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖支护结构，其特征在于：所述的中层超前固结灌浆孔（10）或下层超前固结灌浆孔（11），每组超前固结灌浆孔在隧洞截面内呈扇形均匀分布，相邻两组固结灌浆孔纵向间距0.8-1.2m，每组固结灌浆孔有5-8个，孔口间距0.2-0.3m，每个超前固结灌浆孔与竖向的夹角为10-70°。

5.一种大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖施工方法，将隧洞分为上中下三层分别进行开挖，其特征在于：上层（2）中央是上层中导洞（1），中层中部（3）两侧有中层左侧保护层（4）和中层右侧保护层（5），下层中部（6）两侧是下层左侧保护层（7）和下层右侧保护层（8），底部是底板保护层（9），首先贯通上层中导洞（1），然后扩挖上层（2），沿着上层（2）的边墙角对中层的围岩进行超前预固结灌浆后再开挖中层中部（3），中层中部（3）、中层左侧保护层（4）和中层右侧保护层（5）依次开挖完毕后施作中层钢筋混凝土预衬砌（13）并打锚杆（15），之后对下层的围岩进行超前预固结灌浆，再依次开挖下层中部（6）、下层左侧保护层（7）和下层右侧保护层（8），施作下层钢筋混凝土预衬砌（14）并打锚杆（18），最后开挖底板保护层（9），施作底板钢筋混凝土衬砌（19）。

6.根据权利要求5所述的大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖施工方法，其特征在于包括以下步骤：

开挖上层中导洞（1），贯通后初步进行危石清理，初喷5cm厚钢纤维混凝土封闭岩面，然后进行上层（2）扩挖施工，安装上层钢支撑架；

在上层（2）两侧边墙角部位向中层的围岩每隔0.8-1.2m打一组中层固结灌浆孔（10），每组中层固结灌浆孔（10）呈扇形均布在同一个截面内，固结灌浆完成后，将锚杆插入两侧固结灌浆孔进行加固处理；

中层中部（3）中部深孔拉槽爆破开挖施工，两侧预留2～2.5m的中层左侧保护层（4）和中层右侧保护层（5）；

分左右侧进行水平钻爆开挖中层左侧保护层（4）和中层右侧保护层（5），左右侧钻爆开挖施工错开25～40m，开挖后立即进行钢支撑架立及系统喷锚支护；

中层开挖及喷锚支护完成后施作中层钢筋混凝土预衬砌（13）；

中层钢筋混凝土预衬砌（13）中打入中层自进式中空预应力锚杆（15）至基岩中；

每隔0.8-1.2m在中层中部（3）两侧边墙角部位向下层的围岩打一组下层固结灌浆孔（11），每组下层固结灌浆孔（11）呈扇形均布在同一个截面内，固结灌浆完成后，将锚杆插入两侧固结灌浆孔进行加固处理；

下层中部（6）中部深孔拉槽爆破开挖施工，两侧预留2～2.5m的下层左侧保护层（7）和下层右侧保护层（8）；

分左右侧进行水平钻爆开挖下层左侧保护层（7）和下层右侧保护层（8），左右侧钻爆开挖施工错开25～40m，开挖后立即进行钢支撑架立及系统喷锚支护；

下层开挖及喷锚支护完成后施作下层钢筋混凝土预衬砌（17）；

中层钢筋混凝土预衬砌（17）中打入下层自进式中空预应力锚杆（18）至基岩中；

施工底板保护层（9），进行底板混凝土衬砌（19）；

进行上层（2）、中层及下层边墙和顶拱衬砌（20）。

7.根据权利要求6所述的大变形软弱破碎围岩特大断面隧洞开挖施工方法，其特征在于：在打入中层自进式中空预应力锚杆（15）和下层自进式中空预应力锚杆（18）前，选择四根预应力锚杆，安装锚杆测力计，进行非破坏张拉试验，通过试验，确定钻孔、安装杆体、内锚固段注浆、张拉、二次注浆各工艺施工参数。