[实用新型]穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖施工结构

说明书

本实用新型公开了一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖施工结构，包括对所施工隧道洞进行支护的组装式支护架、与组装式支护架连接为一体的临时支撑结构和布设于组装式支护架外侧的锚固体系；组装式支护架由拱墙支撑拱架和隧道仰拱支架拼接而成，拱墙支撑拱架包括上部拱架和两个侧部支架，上部拱架由左侧拱架和右侧拱架拼接而成；锚固体系包括拱部锁脚锚管、两个上锁脚锚管、两个中锁脚锚管、两个下锁脚锚管。本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，采用组装式支护架与拆装简便的临时支撑结构相配合对台阶法开挖成型的隧道洞进行分层支护，并采用锚固体系对隧道洞外侧进行整体加固，能对大断面隧道洞进行稳固，确保施工安全。

技术领域

本实用新型属于隧道施工技术领域，尤其是涉及一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖施工结构。

背景技术

断层破碎带是指断层两盘相对运动，相互挤压，使附近的岩石破碎，形成与断层面大致平行的破碎带，简称断裂带。在国内，断面倾角大于45°或30°的高角度逆断层称为逆冲断层，穿越高角度逆冲断层的隧道施工难度非常大，上述高角度逆冲断层指断面倾角大于60°的逆冲断层。尤其是当所处地层为富水富砂地层时，施工难度更大。富水富砂地层也称为富水砂地层，是指地层中富含地下水且含有砂层，该地层既为富水地层，也为富砂地层。在富水富砂地层中，岩体破碎为地下水的赋存与富集提供了更有利条件，施工难度非常大，加上地层中含有砂层，施工中极易发生涌水涌砂，再加上断层断面倾角大于60°，易造成灾难性后果，严重影响到施工安全与效益。因而，当隧道穿越断层内富含地下水，岩体多为碎屑岩，并且富含沙土、砂石的高角度逆冲富水富砂断层时，所存在的施工风险非常大，待开挖至高角度富水逆冲断层时，在高水压作用下，掌子面极易突发涌水、涌砂等地质灾害，施工风险高，施工难度大且施工进度慢。

对穿越高角度逆冲富水富砂断层的隧道进行开挖时，需采用台阶法进行开挖。台阶法是指先开挖隧道上部断面(上台阶)，上台阶超前一定距离后开始开挖下部断面(下台阶，也称隧道上部洞体)，上下台阶同时并进的施工方法。其中，三台阶开挖法(也称为三台阶法)是指将所开挖隧道分为上、中、下三个台阶进行开挖。采用三台阶法对穿越高角度富水逆冲断层的隧道进行开挖时，由于开挖断面分块多，施工难度大且施工风险高，必须及时设置合理的支撑结构，一方面防止后续开挖区域坍塌，另一方面对已开挖成型洞体进行有效支护，以确保施工安全。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖施工结构，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，采用组装式支护架与拆装简便的临时支撑结构相配合对台阶法开挖成型的隧道洞进行分层支护，并采用锚固体系对隧道洞外侧进行整体加固，能对大断面隧道洞进行稳固，确保施工安全。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种穿越高角度逆冲富水富砂断层隧道开挖施工结构，其特征在于：包括对所施工隧道洞进行支护的组装式支护架、与所述组装式支护架连接为一体的临时支撑结构和布设于所述组装式支护架外侧的锚固体系；所述临时支撑结构布设在所述组装式支护架内，所述组装式支护架、所述临时支撑结构和所述锚固体系均布设于所述隧道洞的同一个横断面上；所述组装式支护架的形状与所述隧道洞的横断面形状相同，所述隧道洞的横断面积大于100m²；所述隧道洞由上至下分为上部洞体、中部洞体和下部洞体，所述上部洞体分为左侧导洞和位于左侧导洞右侧的右侧导洞；