[发明专利]一种大断面黄土隧道支护体系及支护施工方法

权利要求书

1.一种大断面黄土隧道支护体系，其特征在于：包括对所施工黄土隧道的隧道洞(1)拱部进行超前支护的隧道超前支护结构、对隧道洞(1)进行初期支护的隧道初期支护结构和布设于所述隧道初期支护结构内侧的隧道二次衬砌，所述隧道超前支护结构位于所述隧道初期支护结构上方，所述隧道初期支护结构和所述隧道二次衬砌均为对所施工黄土隧道(1)的隧道洞进行全断面支护的全断面支护结构，所述隧道二次衬砌为钢筋混凝土衬砌；所述隧道洞(1)的横断面积大于100m²，所述隧道洞(1)由上至下分为上部洞体(1-1)、中部洞体(1-2)和下部洞体(1-3)；所述上部洞体(1-1)为由后向前对所施工黄土隧道进行上台阶开挖后形成的洞体，所述中部洞体(1-2)为由后向前对所施工黄土隧道进行中台阶开挖后形成的洞体，所述下部洞体(1-3)为由后向前对所施工黄土隧道进行下台阶开挖后形成的洞体；

所述隧道初期支护结构分为对隧道洞(1)的拱墙进行初期支护的拱墙初期支护结构(12)和对隧道洞(1)底部进行初期支护的初期支护仰拱(13)，所述隧道二次衬砌分为对隧道洞(1)的拱墙进行支护的拱墙二次衬砌(14)和对隧道洞(1)底部进行支护的仰拱二次衬砌(15)；所述仰拱二次衬砌(15)位于初期支护仰拱(13)上方，所述仰拱二次衬砌(15)上设置有仰拱回填层(16)，所述仰拱二次衬砌(15)的上表面为水平面，所述拱墙二次衬砌(14)的左右两侧底部均为水平面，所述拱墙二次衬砌(14)支撑于仰拱二次衬砌(15)上且二者浇筑为一体，所述仰拱回填层(16)为混凝土填充层；

所述隧道初期支护结构包括对隧道洞(1)进行全断面支护的全断面支撑结构、对隧道洞(1)的拱墙进行初期支护的拱墙网喷支护结构和对隧道洞(1)底部进行初期支护的仰拱初期支护结构；所述全断面支撑结构包括多榀沿隧道纵向延伸方向由后向前布设的全断面支撑架，前后相邻两榀所述全断面支撑架均通过多道纵向连接钢筋紧固连接为一体，所述纵向连接钢筋呈水平布设且其沿隧道纵向延伸方向布设，多道所述纵向连接钢筋沿所述全断面支撑架的轮廓线进行布设；所述全断面支撑架的形状与隧道洞(1)的横断面形状相同，每榀所述全断面支撑架均由一个对隧道洞(1)的拱墙进行支护的拱墙支撑拱架和一个对隧道洞(1)底部进行支护的隧道仰拱支架(2)拼接而成，所述隧道仰拱支架(2)位于所述拱墙支撑拱架的正下方且二者位于同一隧道横断面上，所述隧道仰拱支架(2)与所述拱墙支撑拱架形成一个封闭式全断面支架；

所述拱墙网喷支护结构与所述全断面支撑结构中的所述拱墙钢拱架组成拱墙初期支护结构(12)，所述仰拱初期支护结构与所述全断面支撑结构中的隧道仰拱支架(2)组成初期支护仰拱(13)；所述仰拱初期支护结构为一层喷射于隧道洞(1)底部的仰拱混凝土喷射层(20)，所述隧道仰拱支架(2)固定于仰拱混凝土喷射层(20)内；

所述拱墙支撑拱架由一个位于上部洞体(1-1)内的上部拱架(2-1)、两个对称布设于上部拱架(2-1)左右两侧下方且均位于中部洞体(1-2)内的中部侧支架(5)、两个对称布设于上部拱架(2-1)左右两侧下方且均位于下部洞体(1-3)内的下部侧支架(6)组成，所述隧道仰拱支架(2)位于下部洞体(1-3)内；每个所述中部侧支架(5)均连接于一个所述下部侧支架(6)上端与上部拱架(2-1)之间；所述隧道仰拱支架(2)的左端与一个所述下部侧支架(6)底部紧固连接，所述隧道仰拱支架(2)的右端与另一个所述下部侧支架(6)底部紧固连接；

所述全断面支撑结构外侧布设有锚固体系，所述锚固体系包括多个沿隧道纵向延伸方向由后向前布设的锚固组，每榀所述全断面支撑架外侧均布设有一个所述锚固组，每榀所述全断面支撑架与其上所布设的所述锚固组均布设于隧道洞(1)的同一个横断面上；

每个所述锚固组均包括左右两组对称布设于上部拱架(2-1)左右两侧底部外侧的上锁脚锚管(8)、左右两组对称布设的中锁脚锚管(9)和左右两组对称布设的下锁脚锚管(10)，两组所述上锁脚锚管(8)、两组所述中锁脚锚管(9)和两组所述下锁脚锚管(10)均布设于隧道洞(1)的同一个横断面上；每个所述中部侧支架(5)的底部外侧均设置有一组所述中锁脚锚管(9)，每个所述下部侧支架(6)的底部外侧均设置有一组所述下锁脚锚管(10)；每组所述上锁脚锚管(8)均包括上下两个平行布设的上锁脚锚管(8)，每组所述中锁脚锚管(9)均包括上下两个平行布设的中锁脚锚管(9)，每组所述下锁脚锚管(10)均包括上下两个平行布设的下锁脚锚管(10)；所述上锁脚锚管(8)、中锁脚锚管(9)和下锁脚锚管(10)均为由内至外进入隧道洞(1)周侧土层内的锁脚锚管且三者由内向外逐渐向下倾斜。