[发明专利]一种高地应力下的高温隧道支护结构的施工方法

说明书

本发明涉及一种高地应力下的高温隧道支护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在隧道开挖前进行洞周及掌子面深部注浆；S2、隧道开挖后用挂整体网的方法布设普通钢筋网；S3、沿隧道轮廓喷涂硬质聚氨酯泡沫性材料；S4、在硬质聚氨酯材料外喷射玄武岩纤维喷射混凝土；S5、在玄武岩纤维喷射混凝土表面布设三层泡沫石棉板，泡沫石棉板间设置粘结铝膜；S6、采用CF30纳米仿钢纤维混凝土施作二次衬砌。本发明通过多层材料形成了一个高地应力、高地温隧道的支护结构体系。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种高地应力下的高温隧道支护结构的施工方法。

背景技术

各类坚硬、致密岩石，由于热导率较低，传热性能差，在岩体中易于聚集热能，因此随着隧道工程埋深的增加，地温一般也逐渐增加。如我国高黎贡山铁路隧道，地温最高达到了60℃；新疆喀什不仑口公格尔水电站引水隧洞岩石平均温度在90℃以上，最高温度达到143℃。高地温对隧道工程的不利影响主要表现为：影响施工作业环境，威胁作业人员安全；产生附加温度应力，不利于结构的安全性和耐久性；另外，高温下的喷砼由于水分蒸发迅速，容易快速凝固，不利于喷射混凝土的强度增长，这会造成初期支护在高地应力高地温环境中难以与围岩充分接触，不能形成预期强度的支护能力，降低支护效果；同时大埋深隧道中，高地应力同样也会对隧道结构产生不利影响(如岩爆，软岩大变形问题)，如何在处理隧道高地温问题的同时确保隧道结构的安全可靠同样值得考虑。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种高地应力下的高温隧道支护结构的施工方法。

本发明采用如下技术方案：

一种高地应力下的高温隧道支护结构的施工方法，包括如下步骤：

S1、在隧道开挖前进行洞周及掌子面深部注浆；

S2、隧道开挖后用挂整体网的方法布设普通钢筋网；

S3、沿隧道轮廓喷涂硬质聚氨酯泡沫性材料；

S4、在硬质聚氨酯材料外喷射玄武岩纤维喷射混凝土；

S5、在玄武岩纤维喷射混凝土表面布设三层泡沫石棉板，泡沫石棉板间设置粘结铝膜；

S6、采用CF30纳米仿钢纤维混凝土施作二次衬砌。

优选的，步骤S1中，注浆材料采用抗高温低密度水泥浆。

进一步优选的，所述抗高温低密度水泥浆的基材为火山灰特性的硅藻土，混合G级水泥、粉煤灰、石英砂、高温增强剂、降失水剂、缓凝剂、减阻剂、消泡剂、微硅、漂珠；抗高温低密度水泥浆的密度为1.49～1.60cm³。

优选的，步骤S4中，喷射的玄武岩纤维喷射混凝土的厚度为15cm。

进一步的，所述玄武岩纤维喷射混凝土中添加0.05％的引气剂，使混凝土内部生成隔热气泡。

优选的，每层泡沫石棉板的厚度为12cm。

优选的，所述泡沫石棉板层间采用小角度斜面增大铝箔面积。

优选的，所述泡沫石棉板间采用凹凸结构连接。

本发明通过多层材料形成了一个高地应力、高地温隧道的支护结构体系。每层支护结构分工明确，四层支护结构形成了四道隔热层和四道承载层，隔热效果由外到内逐层增强，承载能力由内到外逐层增强。对围岩的帷幕注浆，可阻隔地层深处热量向隧道中传递，再施作硬质聚氨酯泡沫材料，为后续混凝土的喷涂创造一个保水环境，加之喷射玄武岩喷射混凝土本身具有一定的抗热性和后续泡沫石棉板的补充，自此四道隔热层完全形成。承载结构由注浆层、硬质聚氨酯材料、玄武岩喷射混凝土和CF30纳米仿钢纤维混凝土构成，最后的仿钢纤维混凝土在增强承载能力的同时也对结构的耐久性起到了保障作用。

附图说明