[实用新型]一种软岩隧洞开挖结构

说明书

本实用新型提供了一种软岩隧洞开挖结构，包括上台阶、下台阶以及掌子面，掌子面为与所在开挖台阶平面呈锐角的非垂直倾斜面；上台阶后及下台阶每次向内开挖推进的距离D不大于2m。本实用新型的技术方案，针对软岩隧洞掌子面挤压大变形，突破性地改变以往开挖时一以贯之的垂直掌子面采用倾斜形态的开挖掌子面，从而更加适应软岩隧洞掌子面的变形特征，提高掌子面的自稳能力，减少掌子面坍塌发生概率，保护施工人员安全；同时，能够大幅度减少施加超前支护的工作量，提高喷射混凝土和锚杆施工质量，并且能够适应软岩隧洞掌子面台阶法开挖的工作模式，节省大量工期。

技术领域

本实用新型涉及一种软岩隧洞开挖结构，具体涉及一种对软岩隧洞掌子面挤出变形控制的结构。

背景技术

软岩是世界上分布最广泛的一种岩石，其中泥岩和页岩就占地球表面所有岩石的50%左右。在建筑工程、水利水电工程、铁路、道路和矿山工程等领域中都常常遇到与软岩有关的复杂技术问题。可以说，工程的兴建与否、成败、造价与安全大多与软岩密切相关。现代的支护技术使得有可能在中等岩石中不需要过大的费用就能维持住大尺寸的洞室稳定，而软岩地下洞室则需要区别对待，软岩的支护设计首先应当进行系统地物理力学测试，在掌握其相关特性的基础上才能制定针对性的支护对策。

软岩隧洞产生大变形主要有地质条件和技术措施不当两方面的因素，从地质条件来看，产生大变形的机理可能有三种：①膨胀岩的作用，具有膨胀性的围岩在一定条件下体积膨胀，使隧洞周边产生大变形；②高地应力作用下的软岩隧洞挤压变形；③周边局部地下水升高或有地下气体(瓦斯等)作用时，但这种现象并不多见。

软岩的变形可以分为掌子面前方的变形、掌子面的挤出变形和掌子面后方变形，通过对以上研究现状的分析，目前关注的主要是软岩在掌子面前方的变形和掌子面后方的变形，对于掌子面的挤出变形缺少有限的应对手段，主要还是采用超前导管、超前锚杆等措施加固掌子面。由于掌子面是变形最为集中的区域，引发的掌子面大变形和坍塌在工程现场中屡见不鲜，单纯依靠超前支护已经很难限制变形的发展和坍塌的发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种能够有效适应掌子面挤压变形，减少掌子面坍塌发生概率的软岩隧洞开挖结构；并且，该结构能够大幅度减少施加超前支护的工作量，节省工期。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种软岩隧洞开挖结构，包括上台阶、下台阶以及掌子面，掌子面为与所在开挖台阶平面呈锐角的非垂直倾斜面；上台阶后及下台阶每次向内开挖推进的距离D不大于2m。

进一步的，掌子面的倾斜角度根据现场围岩挤压变形程度确定；当软岩饱和强度/地应力的比值为0.15~0.2时，倾斜角度为60~70°。

进一步的，当软岩饱和强度/地应力的比值小于0.15时，掌子面的倾斜角度为50~60°。

进一步的，掌子面顶部设有随机注浆孔，并且设有喷锚支护。

本实用新型的技术方案，针对软岩隧洞掌子面挤压大变形，突破性地改变以往开挖时一以贯之的垂直掌子面采用倾斜形态的开挖掌子面，从而更加适应软岩隧洞掌子面的变形特征，提高掌子面的自稳能力，减少掌子面坍塌发生概率，保护施工人员安全；同时，能够大幅度减少施加超前支护的工作量，提高喷射混凝土和锚杆施工质量，并且能够适应软岩隧洞掌子面台阶法开挖的工作模式，节省大量工期。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。