[发明专利]一种抗地下工程软岩大变形的缓冲吸能布袋梁

说明书

本发明提出一种抗地下工程软岩大变形的缓冲吸能布袋梁，所述的缓冲吸能布袋梁整体为网格状结构，其设置在支护结构的刚性支护板与围岩之间，所述缓冲吸能布袋梁包括横向土工布袋、纵向土工布袋和填充物，所述横向土工布袋和纵向土工布袋内均灌注有材质为高分子聚合物发泡材料的填充物。本发明所提供的缓冲吸能布袋梁，可与支护结构形成协调变形的多级让抗支护体系，具有良好的让抗能力，布袋梁的网格状结构既节省填充材料，又能保证支护结构和围岩之间的变形协调平衡。

技术领域

本发明涉及地下工程及隧道的围岩支护技术，尤其涉及深地下空间隧道的围岩初期支护，具体是一种抗地下工程软岩大变形的缓冲吸能布袋梁。

背景技术

随着经济与社会的发展，地下工程建设数量、规模和深度越来越大，由于我国幅员辽阔，地形、地貌和地质条件极其复杂，大量地下工程及隧道需修建在软岩破碎岩体中。当隧道穿越软弱围岩时，常常伴有软弱围岩大变形的现象出现，这在埋深较大的山体中尤为明显。比如日本的惠那山隧道，埋深约400m，隧道开挖后，拱顶下沉达43~94cm；中国甘肃境内的木寨岭公路隧道，埋深约120m，围岩为碳质板岩夹泥岩，开挖后拱顶下沉累计达155cm；乌鞘岭隧道，围岩软弱且同时具有很高的地应力，隧道开挖后引起拱顶最大下沉达到105cm。深埋软岩隧道大变形失稳破坏受到各种地质因素的综合作用，主要包括岩体软弱、地应力较高、岩体节理、地质状况及施工扰动等多种因素，且变形不是开挖后立即发生的，而是要经过一段时间的发展后才表现出来的，具有时效性。

在地下工程及隧道的初期开挖施工中，需要快速及时的设立支护结构，支护结构在支护初期尚具备有较好的稳定性，但后期由于围岩的时效性，随着围岩的变形量增大而导致支护结构容易出现裂纹、破坏等现象。目前，支护方式主要分为被动支护和主动支护。主动支护主要通过锚杆、超前支护、注浆等措施使破碎岩体的力学性能得到改善，充分发挥围岩自承能力；被动支护主要是利用高强度支护手段，如增大钢架型号、二次衬砌和喷射混凝土厚度或刚度等方式来被动承担开挖所产生的变形压力，此类方法支护结构将承受较大的围岩压力。这两种支护方式，都应遵循“多级抗让”原则，即采用多级结构“抵抗”和“让抗”围岩的大变形压力，但目前公开的技术文献中，不论是主动支护还是被动支护，基本以“抵抗”为主，没有有效的“让抗”结构，究其原因，在“多级让抗”支护体系中，围岩变形能释放的同时难以进行受力的合理传递，是其中最主要的原因。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，本发明目的是提供一种抗地下工程软岩大变形的缓冲吸能布袋梁，其可作为一种让抗结构设置在刚性支护结构与被支护的围岩之间，从而使围岩变形能较为缓慢的释放到刚性支护结构上，实现一定的让抗作用，可有效防御围岩大变形对整个支护体系的破坏，应用于隧道初期支护时，能避免刚性支护结构在支护后期二衬施工时出现侵限现象，具有极高的应用价值。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗地下工程软岩大变形的缓冲吸能布袋梁，所述的缓冲吸能布袋梁整体为网格状结构，其设置在支护结构的刚性支护板与围岩之间，所述缓冲吸能布袋梁包括横向土工布袋、纵向土工布袋和填充物，多个纵向土工布袋平行且间隔设置，在多个纵向土工布袋之间间隔设置有平行的横向土工布袋，所述横向土工布袋与纵向土工布袋垂直且相交，所述横向土工布袋和纵向土工布袋内均灌注有材质为高分子聚合物发泡材料的填充物。

所述的横向土工布袋与纵向土工布袋相连通。

所述的横向土工布袋在其长度方向上设置有均布的注浆口A，所述的纵向土工布袋在其长度方向上设置有均布的注浆口B，所述注浆口A、注浆口B分别连接有注浆导杆。

所述注浆导杆与注浆口A螺纹连接。

本发明的原理：