[发明专利]一种高应力软岩隧道底板控制方法

权利要求书

1.一种高应力软岩隧道底板控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，建立隧道数值模型，得到隧道的底板围岩变形分布规律；

步骤2，根据底板围岩变形分布规律，定量划分底板零点位移曲线、拉应变范围和底板塑性区范围；

根据底板零点位移曲线、拉应变范围和底板塑性区范围，确定底板爆破卸压支护阶段中的爆破参数、锚固参数与施工参数；

步骤3，监测底板围岩的破坏程度和围岩应力分布，得到底板形变数据；

步骤4，根据底板形变数据，确定二次锚注支护阶段的锚注参数与注浆时机；

步骤5，监测底板的位移程度，得到底板形变的时变数据；

步骤6，根据底板形变的时变数据，确定三次拱架封闭支护阶段的支护参数，在所述步骤1中，在隧道数值模型的基础上，通过分析围岩应力参数、岩层分布参数、隧道几何参数，以及岩体力学参数、岩体流变参数、隧道支护参数，得到底板围岩变形分布规律；

隧道为三心圆结构，建立三心圆结构的隧道数值模型，将围岩应力参数、岩层分布参数、隧道几何参数，以及岩体力学参数、岩体流变参数、隧道支护参数代入到隧道数值模型中，从而得到底板零点位移方向素描图与拉应变分布素描图；

根据底板零点位移方向素描图与拉应变分布素描图得到最深零点位移深度、最大拉应变深度与底板塑性区最大深度的数值，在底板爆破卸压支护阶段中，在底板上钻设爆破支护一体孔；

所述爆破支护一体孔包括爆破段、缓冲段与支护段；所述爆破段位于所述爆破支护一体孔的孔底，所述缓冲段位于所述爆破段与所述支护段之间，所述爆破参数包括爆破支护一体孔的深度、缓冲段长度与爆破段的长度；所述锚固参数包括锚杆的杆体长度；

根据底板零点位移曲线、拉应变范围和底板塑性区范围，确定爆破参数中的爆破支护一体孔深度、缓冲段长度、爆破段长度；

确定锚固参数中的锚杆长度，爆破段的长度为最大拉应变深度减去最深零点位移深度；

缓冲段为爆破段长度一半，所述缓冲段中主要选用黏土或泡沫混凝土柔性充填材料；

支护段长度为最深零点位移深度；

锚杆的长度为底板塑性区最大深度。

2.根据权利要求1所述的隧道底板控制方法，其特征在于，若底板围岩变形超过零点位移值，底板爆破卸压支护阶段中的锚固构件采用注浆锚杆；

若底板围岩变形没有超过零点位移值，底板爆破卸压支护阶段中的锚固构件采用锚杆；

二次锚注支护阶段的锚注支护构件采用注浆锚杆。

3.根据权利要求1所述的隧道底板控制方法，其特征在于，在所述步骤3中，底板形变数据为底板爆破卸压支护阶段实施后底板的底鼓量、围岩受应力大小的数据；

采用岩层探测仪探测底板破坏深度，围岩应力主要为底板应力峰值大小，以得到底板变形随时间变化曲线。

4.根据权利要求3所述的隧道底板控制方法，其特征在于，根据底板变形随时间变化曲线，确定二次锚注支护阶段的锚注参数与注浆时机。

5.根据权利要求4所述的隧道底板控制方法，其特征在于，在二次锚注支护阶段施工后，继续监测底板形变，得到底板变形随时间变化曲线；

根据底板变形随时间变化曲线，确定三次拱架封闭支护阶段的拱架选型与支护时机；

选取底板变形随时间变化曲线拐点，或者是在二次锚注支护阶段施工之后十天进行三次拱架封闭支护阶段施工。

6.根据权利要求5所述的隧道底板控制方法，其特征在于，三次拱架封闭支护阶段中拱架分为6节，分别为拱顶、左右拱肩、左右拱腰、拱底；

在相邻拱架的拱底之间连接纵向连接杆，纵向连接杆设置在三处位置，在拱底部位的左起拱点、右起拱点与拱底中间三处位置；以将拱架的拱底连接为一体。