[实用新型]高原地区软岩轻微大变形单线隧道支护装置

说明书

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种高原地区软岩轻微大变形单线隧道支护装置，包括用于提高混凝土喷射附着力的钢筋网，以及用于将该钢筋网固定在初喷面上的钢架，所述钢筋网挂设在隧道内壁上，所述钢架底部设有用于增大钢架与隧底支撑面接触面积的大拱脚，该大拱脚包括与钢架连接的主体部和沿隧道径向方向延伸的板状支撑部，且所述主体部和板状支撑部之间一体式连接有斜撑，该支护装置避免隧道施工工程中因受力集中而发生变形，并提高支护装置的接触面积，防止因隧道底部沉陷而导致支护整体结构损坏。

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，特别是一种高原地区软岩轻微大变形单线隧道支护装置。

背景技术

隧道通过软岩和断层带时，在高地应力和富水条件下便会产生大变形，工程岩体在工程力作用下产生显著塑性变形即为软岩大变形。

软岩隧道变形量大，而且位移速度也很大，一般可以达到数十厘米到数米，如果不支护或支护不当，收敛的最终趋势是隧道被完全封死。如果发生在永久衬砌构筑以前，往往表现为初期支护严重破裂、扭曲，挤出面侵入限界。这种大变形危害巨大，严重影响施工工期或线路正常运营，而且整治费用高昂。

另外，高原地区软岩还存在以下危害和影响：

首先，软弱围岩变形量大、变形持续时间长。隧道初期支护之后仍以较快的变形速度长时间持续增加，变形难以控制，拱顶沉降和水平收敛等变形特征的时空效应明显，长时间的持续变形引发支护结构破坏，甚至是洞室坍塌等工程事故；

其次，软岩大变形段的变形量很难预测。由于软岩大变形存在较大的不确定性，导致较难预测大变形段的最大变形量，无法较为准确的确定初支断面尺寸，初支轮廓非大即小，在施工过程中频繁更改初支钢架尺寸和单元划分，影响施工效率，初支不可避免的出现阶段性破坏，由此而产生的初期支护的加固、加强的工程量，以及降低的工作效率无法预估。

软岩大变形根据围岩强度应力比（Rb/σmax）的大小，可以分为无大变形、轻微大变形、中等大变形和严重大变形。当围岩强度应力比（Rb/σmax）在0.25～0.5的范围内时，为轻微大变形。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对在高原地区软弱围岩中长时间的持续变形易引发初期支护结构不可避免地出现阶段性破坏，导致在开挖过程中支护结构失效，进而发生坍塌、沉陷等问题，提供一种高原地区软岩轻微大变形单线隧道支护装置，该支护装置通过增大拱脚与隧道底部之间的接触面积，从而减小隧道底部单位面积内的受力大小，避免因受力集中而发生变形，另外，通过增大接触面积，防止因隧道底部局部沉陷而导致支护整体结构损坏。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种高原地区软岩轻微大变形单线隧道支护装置，包括用于提高混凝土喷射附着力的钢筋网，以及用于将该钢筋网固定在初喷面上的钢架，所述钢筋网挂设在隧道内壁上，所述钢架底部设有用于增大钢架与隧底支撑面接触面积的大拱脚，该大拱脚包括与钢架连接的主体部和沿隧道径向方向延伸的板状支撑部，且所述主体部和板状支撑部之间一体式连接有斜撑。

采用本方案的隧道支护装置，钢筋网能提高混凝土喷射附着力，混凝土凝固后，与钢筋网作为整体结构形成对隧道支撑，能有效解决支护结构自身的失效问题；同时设置钢架，并且在钢架底部连接大拱脚，大拱脚的主体部与钢架连接，并依靠板状支撑部形成较好的支撑，避免隧道施工工程中因受力集中而发生变形，并提高支护装置的接触面积，防止因隧道底部沉陷而导致支护整体结构损坏。

本方案通过改变单线隧道支护装置的结构形式，保证软弱围岩隧道段落开挖期间的结构稳定性，避免出现较大变形、持续变形的问题，使变形量得到有效控制的，保护隧道安全。