[发明专利]一种超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架结构及工艺

权利要求书

1.一种超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架结构，其特征在于：上台阶（1）钢拱架拱脚位置的锁脚导管为地面超前锁脚导管（4），所述地面超前锁脚导管（4）为从地面（6）提前打设的锁脚导管，地面超前锁脚导管（4）与上台阶（1）钢拱架连接；中台阶（2）钢拱架拱脚位置的锁脚导管为中下台阶超前锁脚导管（5），所述中下台阶超前锁脚导管（5）为从上台阶（1）提前打设的锁脚导管，中下台阶超前锁脚导管（5）与中台阶（2）钢拱架连接；所述地面超前锁脚导管（4）和中下台阶超前锁脚导管（5）内均注浆。

2.一种超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架工艺，其特征在于：包括如下步骤：

（一）设计地面超前打设的地面超前锁脚导管（4）的位置及打设角度；

（二）根据设计进行地面超前锁脚导管（4）打设；

（三）地面超前锁脚导管（4）注浆；

（四）隧道洞内上台阶（1）开挖，上台阶（1）钢拱架和地面超前锁脚导管（4）连接；

（五）在上台阶（1）进行中下台阶超前锁脚导管（5）打设；

（六）中下台阶超前锁脚导管（5）注浆；

（七）隧道洞内中台阶（2）开挖，中台阶（2）钢拱架和中下台阶超前锁脚导管（5）连接；

（八）开挖下台阶（3），完成初期支护闭合成环。

3.根据权利要求2所述的超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架工艺，其特征在于：所述步骤（二）中，地面超前锁脚导管（4）沿隧道纵向打设间距与隧道内钢拱架设计间距一致，布孔区域设置在钢拱架开挖架设范围内。

4.根据权利要求2所述的超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架工艺，其特征在于：所述步骤（二）中，地面超前锁脚导管（4）打设角度与竖直方向的夹角10-40°；步骤（五）中，中下台阶超前锁脚导管（5）打设角度与竖向方向夹角10-40°。

5.根据权利要求2所述的超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架工艺，其特征在于：所述步骤（二）中，如地面道路结构层较稳定，成孔后不会塌孔可留置空孔，地面超前锁脚导管（4）只在隧道范围内实际布管。

6.根据权利要求2所述的超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架工艺，其特征在于：所述步骤（二）和步骤（五）中，地面超前锁脚导管（4）和中下台阶超前锁脚导管（5）锚固长度均为4-6米。

7.根据权利要求2所述的超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架工艺，其特征在于：所述步骤（四）中，上台阶（1）开挖高度控制在3-4米。

8.根据权利要求2所述的超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架工艺，其特征在于：所述步骤（四）和步骤（七）中，均采用环形抱箍通过钢筋帮条焊接的方法，使上台阶（1）钢拱架和地面超前锁脚导管（4）连接、中台阶（2）钢拱架和中下台阶超前锁脚导管（5）连接。

9.根据权利要求2所述的超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架工艺，其特征在于：所述步骤（五）中，如地层稳定，成孔后不发生塌孔现象，直接采用成孔钻机成孔后，将中下台阶超前锁脚导管（5）放置在中下台阶拱角设计位置；如地层较差存在塌孔现象，采用全护筒钻进，成孔下放中下台阶超前锁脚导管（5）到设计位置后，将护筒提出。

10.根据权利要求2所述的超前打设锁脚加固软弱土层隧道拱架工艺，其特征在于：所述地面超前锁脚导管（4）和中下台阶超前锁脚导管（5）采用直径79mm或108mm的钢管。