隧道支护结构和支护方法.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202310492951.4(22)申请日 2023.04.28(71)申请人 中铁四局集团有限公司地址 230022 安徽省合肥市包河区望江东路96号 申请人 安徽理工大学中铁四局集团第五工程有限公司(72)发明人 李辉马海峰申志军穆朝民祝平华邓稀肥王明刚曹坤史佳旺张振(74)专利代理机构 北京隆源天恒知识产权代理有限公司 11473专利代理师 尹泽民(51)Int.Cl.E21D 20/02(2006.01)E21D 21/00(2006.01)E21D 11/10(2006.01)E21D 。

2、11/18(2006.01)(54)发明名称一种隧道支护结构和支护方法(57)摘要本发明提供了一种隧道支护结构和支护方法，涉及隧道支护技术领域。该支护结构包括：第一锚索、第二锚索和钢支架；所述第一锚索设置为多个，所述第一锚索设置于所述隧道平导和所述隧道主洞之间；所述第二锚索设置于所述隧道主洞顶部和远离所述隧道平导一侧内壁；所述钢支架弯曲形状与所述隧道主洞剖面弯曲形状相同，所述钢支架贴合设置于所述隧道主洞壁面。本技术方案的有益效果是：提高了复杂构造带隧道支护的强度。权利要求书2页 说明书6页 附图2页CN 116607985 A2023.08.18CN 116607985 A1.一种隧道支护结构。

3、，用于带有隧道平导(2)的隧道主洞(1)支护，其特征在于，包括：第一锚索(3)、第二锚索(4)和钢支架(5)；所述第一锚索(3)设置为多个，所述第一锚索(3)设置于所述隧道平导(2)和所述隧道主洞(1)之间，且两端分别与所述隧道平导(2)和所述隧道主洞(1)相连；所述第二锚索(4)设置于所述隧道主洞(1)的顶部和远离所述隧道平导(2)的一侧，且一端与所述隧道主洞(1)相连，另一端朝向远离所述隧道主洞(1)方向延伸；所述钢支架(5)弯曲形状与所述隧道主洞(1)剖面弯曲形状相同，所述钢支架(5)贴合设置于所述隧道主洞(1)壁面。2.根据权利要求1所述的一种隧道支护结构，其特征在于，沿所述隧道平导(。

4、2)和所述隧道主洞(1)的延伸方向，所述第一锚索(3)成排设置，同一排的所述第一锚索(3)钻孔间距为0.8米至1.2米，排距为1米至1.5米。3.根据权利要求1所述的一种隧道支护结构，其特征在于，沿所述隧道平导(2)和所述隧道主洞(1)的延伸方向，所述第二锚索(4)成排设置，同一排的所述第二锚索(4)钻孔间距为0.8米至1.5米，排距为1米至1.5米。4.根据权利要求1所述的一种隧道支护结构，其特征在于，还包括金属网；所述金属网覆盖于所述隧道主洞(1)壁面，所述金属网与所述第一锚索(3)和/或所述第二锚索(4)连接，用于提高所述隧道主洞(1)的支护面积和支护强度。5.根据权利要求1所述的一种隧。

5、道支护结构，其特征在于，所述第一锚索(3)为变形锚索。6.一种复杂构造带隧道支护方法，基于权利要求1至5任一项所述的隧道支护结构，其特征在于，包括：步骤S1：由隧道主洞靠近隧道平导一侧壁面向隧道平导施工用于安装第一锚索的第一钻孔；步骤S2：在所述第一钻孔内安装所述第一锚索，其中所述第一锚索采用全长锚固的方式安装，并在所述隧道主洞和所述隧道平导分别进行锚固；步骤S3：在所述隧道主洞顶部和远离所述隧道平导一侧的内壁上施工用于安装第二锚索的第二钻孔；步骤S4：在所述第二钻孔内安装第二锚索，其中所述第二锚索采用全长锚固的方式安装；步骤S5：对所述隧道主洞壁面均匀喷浆；步骤S6：所述喷浆凝固后，贴合所述。

6、隧道主洞壁面设置钢支架；步骤S7：在所述隧道主洞壁面喷射混凝土层。7.根据权利要求6所述的一种复杂构造带隧道支护方法，其特征在于，所述第一锚索具有弹性，所述在所述第一钻孔内安装所述第一锚索的过程中拉伸所述第一锚索后锚固，以使所述隧道主洞与所述隧道平导之间的围岩被所述第一锚索挤压固定。8.根据权利要求6所述的一种复杂构造带隧道支护方法，其特征在于，在步骤S6之后还包括：若所述钢支架与所述隧道主洞之间存在未贴合部分，将所述未贴合部分进行混凝土填充。9.根据权利要求6所述的一种复杂构造带隧道支护方法，其特征在于，沿所述隧道平导权利要求书1/2 页2CN 116607985 A2和所述隧道主洞的延伸方。

7、向，所述钢支架的设置间距为1至1.5米。10.根据权利要求6所述的一种复杂构造带隧道支护方法，其特征在于，所述喷浆和喷射混凝土层的厚度为10厘米至20厘米。权利要求书2/2 页3CN 116607985 A3一种隧道支护结构和支护方法技术领域0001本发明涉及隧道支护技术领域，具体而言，涉及一种隧道支护结构和支护方法。背景技术0002深埋隧道围岩的稳定性控制是隧道工程中一项重要的研究课题，也是工程界最为关心的问题之一，尤其是破碎带、断层带等地质条件复杂的构造带。为保证隧道施工过程中的安全及建成后的长期安全运营，必须保证隧道围岩不产生过大的塑性变形、不塌方，保证隧道围岩结构及支护结构的长期稳定。。

8、对于深埋隧道，由于隧道埋深大，围岩大都表现出强烈的流变特性，大多伴随围岩大变形、衬砌开裂破坏等工程安全问题，且随着隧道断面越来越大，随之而来的工程灾害亦越来越多，成为制约隧道工程建设安全的关键难题。0003当岩层中存在破碎带、断层带等地质构造带时，隧道围岩节理裂隙发育，岩块之间黏结力小，围岩支护方式不合理存在围岩坍塌的风险，现有技术中对于复杂构造带隧道的支护强度不足。发明内容0004本发明解决的问题是如何提高复杂构造带隧道的支护强度。0005为解决上述问题，本发明提供一种隧道支护结构，用于带有隧道平导的隧道主洞支护，包括：包括：第一锚索、第二锚索和钢支架；0006所述第一锚索设置为多个，所述第。

9、一锚索设置于所述隧道平导和所述隧道主洞之间，且两端分别与所述隧道平导和所述隧道主洞相连；0007所述第二锚索设置于所述隧道主洞的顶部和远离所述隧道平导的一侧，且一端与所述隧道主洞相连，另一端朝向远离所述隧道主洞方向延伸；0008所述钢支架弯曲形状与所述隧道主洞剖面弯曲形状相同，所述钢支架贴合设置于所述隧道主洞壁面。0009本发明提供的隧道支护结构，通过在所述隧道平导和所述隧道主洞之间设置所述第一锚索，可以有效将所述隧道平导和所述隧道主洞之间的岩土挤压形成一个完整的岩体，增强围岩的强度。通过在所述隧道主洞顶部和远离所述隧道平导一侧内壁上设置第二锚索，可以对所述隧道主洞顶部和侧壁进行锚固，增强隧道。

10、主洞支护强度。所述钢支架弯曲形状与所述隧道主洞剖面弯曲形状相同，所述钢支架贴合设置于所述隧道主洞壁面。所述第一锚索和所述第二锚索为所述隧道主洞提供了主动支护，所述第一锚索和所述第二锚索具有弹性，在锚固的过程中进行一定程度的拉伸，即存在一定的预紧力，使得所述隧道主洞围岩被压紧。所述钢支架贴合设置于所述隧道主洞的壁面，为所述隧道主洞提供了被动支护，即钢支架不提供主动的压紧力，只是提供被动承载，同时所述钢支架受力面积较大，可以为所述隧道主洞提供更大的支护面积，提高整体的支护强度。因此，通过设置所述第一锚索、所述第二锚索和所述钢支架为所述隧道主洞提供支护，增加了所述隧道主洞的支护强度。说明书1/6 页。

11、4CN 116607985 A40010可选地，沿所述隧道平导和所述隧道主洞的延伸方向，所述第一锚索成排设置，同一排的所述第一锚索钻孔间距为0.8米至1.2米，排距为1米至1.5米。0011可选地，沿所述隧道平导(2)和所述隧道主洞(1)的延伸方向，所述第二锚索(4)成排设置，同一排的所述第二锚索(4)钻孔间距为0.8米至1.5米，排距为1米至1.5米。0012可选地，所述的一种隧道支护结构，还包括金属网；0013所述金属网覆盖于所述隧道主洞壁面，与所述金属网与所述第一锚索和/或所述第二锚索连接，用于提高所述隧道主洞的支护面积和支护强度。0014可选地，所述第一锚索为变形锚索。0015本发明还。

12、提供一种复杂构造带隧道支护方法，基于上述的隧道支护结构，包括：0016步骤S1：由隧道主洞靠近隧道平导一侧壁面向隧道平导施工用于安装第一锚索的第一钻孔；0017步骤S2：在所述第一钻孔内安装所述第一锚索，其中所述第一锚索采用全长锚固的方式安装，并在所述隧道主洞和所述隧道平导分别进行锚固；0018步骤S3：在所述隧道主洞顶部和远离所述隧道平导一侧的内壁上施工用于安装第二锚索的第二钻孔；0019步骤S4：在所述第二钻孔内安装第二锚索，其中所述第二锚索采用全长锚固的方式安装；0020步骤S5：对所述隧道主洞壁面均匀喷浆；0021步骤S6：所述喷浆凝固后，贴合所述隧道主洞壁面设置钢支架；0022步骤S。

13、7：在所述隧道主洞壁面喷射混凝土层。0023本发明所提供的复杂构造带隧道支护方法，通过由隧道主洞靠近隧道平导一侧壁面向隧道平导施工用于安装第一锚索的第一钻孔；在所述第一钻孔内安装所述第一锚索，其中所述第一锚索采用全长锚固的方式安装，并在所述隧道主洞和所述隧道平导分别进行锚固。通过设置第一锚索并采用全长锚固的安装方式，使得所述隧道主洞与所述隧道平导之间的围岩被所述第一锚索挤压成为一个完整的岩体，增强了支护强度。通过在所述隧道主洞顶部和远离所述隧道平导一侧的内壁上施工用于安装第二锚索的第二钻孔；在所述第二钻孔内安装第二锚索，其中所述第二锚索采用全长锚固的方式安装。通过设置所述第二锚索，并采用全长锚。

14、固的方式安装，可以为所述隧道主洞围岩提供预紧力，提高支护强度。对所述隧道主洞壁面均匀喷浆，喷浆可以防止所述隧道主洞围岩松动，为所述隧道主洞的围岩进行加固。所述喷浆凝固后，贴合所述隧道主洞壁面设置钢支架，通过设置所述钢支架对所述隧道主洞进行被动支护，提高支护强度。在所述隧道主洞壁面喷射混凝土层。喷射混凝土层可以进一步提高所述隧道主洞壁面强度，同时起到防潮的作用，增加所述隧道主洞的结构稳定性。因此，通过步骤S1至步骤S7的支护方法，提高了所述隧道主洞的支护强度。0024可选地，所述第一锚索具有弹性，所述在所述第一钻孔内安装所述第一锚索的过程中拉伸所述第一锚索后锚固，以使所述隧道主洞与所述隧道平导之。

15、间的围岩被所述第一锚索挤压固定。0025可选地，在步骤S6之后还包括：若所述钢支架与所述隧道主洞之间存在未贴合部分，将所述未贴合部分进行混凝土填充。0026可选地，沿所述隧道平导和所述隧道主洞的延伸方向，所述钢支架的设置间距为1说明书2/6 页5CN 116607985 A5至1.5米。0027可选地，所述喷浆和喷射混凝土层的厚度为10厘米至20厘米。附图说明0028图1为本发明实施例提供的隧道支护结构的垂直剖面示意图；0029图2为本发明实施例提供的隧道支护结构的水平剖面示意图；0030图3为本发明实施例提供的复杂构造带隧道支护方法的流程图。0031附图标记说明：00321隧道主洞；2隧道平。

16、导；3第一锚索；4第二锚索；5钢支架。具体实施方式0033为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。0034要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。0035在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一些实施例”和“可选地实施例”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示实施。

17、方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。0036结合图1和图2所示，本发明实施例提供一种隧道支护结构，用于带有隧道平导2的隧道主洞1支护，包括：第一锚索3、第二锚索4和钢支架5；0037所述第一锚索3设置为多个，所述第一锚索3设置于所述隧道平导2和所述隧道主洞1之间，且两端分别与所述隧道平导2和所述隧道主洞1相连；0038所述第二锚索4设置于所述隧道主洞1的顶部和远离所述隧道平导2的一侧，且一端与所述隧道主洞1相连，另一端朝向远离所述隧道主洞1方向延伸；003。

18、9所述钢支架5弯曲形状与所述隧道主洞1剖面弯曲形状相同，所述钢支架5贴合设置于所述隧道主洞1壁面。0040具体地，所述隧道平导2是与隧道主洞1平行的辅助隧道。在本实施例中，所述隧道主洞1和所述隧道平导2之间采用第一锚索3锚固，在所述隧道主洞1和所述隧道平导2之间由于可以进行穿透，因此通过所述第一锚索3进行锚固的过程中可以双向固定夹紧，通过所述第一锚索3将所述隧道主洞1和所述隧道平导2之间的围岩进行有效的夹紧，提高所述隧道主洞1的支护强度。所述第一锚索3的数量可根据实际施工需要和施工成本，根据实际施工实际设置。结合图1所示，所述第一锚索3沿所述隧道主洞1和所述隧道平导2的垂直剖面设置为多列。所述。

19、第一锚索3沿与所述隧道主洞1和所述隧道平导2沿伸的方向设置为多排。以此，所述第一锚索3呈点阵排列。增加了支护受力的均匀性和结构强度。0041所述第二锚索4设置于所述隧道主洞1顶部和远离所述隧道平导2一侧内壁。所述说明书3/6 页6CN 116607985 A6第二锚索4沿所述隧道主洞1和所述隧道平导2的垂直剖面设置为多列。所述第二锚索4沿与所述隧道主洞1和所述隧道平导2平行的方向设置为多排。在所述隧道主洞1的顶部，所述第二锚索4呈放射状安装设置。增加了支护受力均匀性和结构强度。0042所述钢支架5设置于所述隧道主洞1内壁，沿与所述隧道主洞1和所述隧道平导2沿伸的方向设置为多个。以提供大面积被动。

20、支撑。0043本发明提供的隧道支护结构，通过在所述隧道平导2和所述隧道主洞1之间设置所述第一锚索3，可以有效将所述隧道平导2和所述隧道主洞1之间的岩土挤压形成一个完整的岩体，增强围岩的强度。通过在所述隧道主洞1顶部和远离所述隧道平导2一侧内壁上设置第二锚索4，可以对所述隧道主洞1顶部和侧壁进行锚固，增强隧道主洞1支护强度。所述钢支架5弯曲形状与所述隧道主洞1剖面弯曲形状相同，所述钢支架5贴合设置于所述隧道主洞1壁面。所述第一锚索3和所述第二锚索4为所述隧道主洞1提供了主动支护，所述第一锚索3和所述第二锚索4具有弹性，在锚固的过程中进行一定程度的拉伸，即存在一定的预紧力，使得所述隧道主洞1围岩被。

21、压紧。所述钢支架5贴合设置于所述隧道主洞1的壁面，为所述隧道主洞1提供了被动支护，即钢支架5不提供主动的压紧力，只是提供被动承载，同时所述钢支架5受力面积较大，可以为所述隧道主洞1提供更大的支护面积，提高整体的支护强度。因此，通过设置所述第一锚索3、所述第二锚索4和所述钢支架5为所述隧道主洞1提供支护，增加了所述隧道主洞1的支护强度。0044在一些实施例中，优选地，同排的所述第一锚索3钻孔间距为0.8米至1.2米，排距为1米至1.5米。同排的所述第一锚索3索孔间距为在所述隧道主洞1同一垂直剖面内的索孔间距。所述排距为沿与所述隧道主洞1和所述隧道平导2平行的方向各排索孔之间的距离。所述第一锚索3。

22、之间的孔间距为0.8米至1.2米，排距为1米至1.5米，根据施工经验和应力分析获得，可以取得更好的支护效果。0045在一些实施例中，优选地，同排的所述第二锚索4钻孔间距为0.8米至1.5米，排距为1米至1.5米。同排的所述第二锚索4索孔间距为在所述隧道主洞1同一垂直剖面内的索孔间距。所述排距为沿与所述隧道主洞1和所述隧道平导2平行的方向各排索孔之间的距离。所述第二锚索4之间的孔间距为0.8米至1.5米，排距为1米至1.5米，根据施工经验和应力分析获得，可以取得更好的支护效果。0046在一些实施例中，所述的一种隧道支护结构，还包括金属网；0047所述金属网为网状结构，设置于于所述钢支架5与所述隧。

23、道主洞1围岩之间，覆盖于所述隧道主洞1的围岩。所述金属网与所述第一锚索3和/或所述第二锚索4连接，用于提高所述隧道主洞1的支护面积和支护强度。0048具体地，在本实施例中，所述金属网覆盖于所述隧道主洞1壁面，与所述第一锚索3和/或所述第二锚索4连接，由于所述第一锚索3和所述第二锚索4之间缺乏关联性，通过所述金属网可以连接多个所述第一锚索3和多个所述第二锚索4，以此提高支护受力面积，提高支护强度。0049在一些实施例中，所述第一锚索3为变形锚索。所述变形锚索长度大于所述隧道主洞1和所述隧道平导2之间索孔的长度，并具有弹性，且弹性形变范围较大，能够有效提供预紧力，挤压所述隧道主洞1和所述隧道平导2。

24、之间的围岩，提高支护强度。0050结合图1至图3所示，本发明还提供一种复杂构造带隧道支护方法，基于上述的隧说明书4/6 页7CN 116607985 A7道支护结构，包括：0051步骤S1：由隧道主洞靠近隧道平导一侧壁面向隧道平导施工用于安装第一锚索的第一钻孔；0052步骤S2：在所述第一钻孔内安装所述第一锚索，其中所述第一锚索采用全长锚固的方式安装，并在所述隧道主洞和所述隧道平导分别进行锚固；0053步骤S3：在所述隧道主洞顶部和远离所述隧道平导一侧的内壁上施工用于安装第二锚索的第二钻孔；0054步骤S4：在所述第二钻孔内安装第二锚索，其中所述第二锚索采用全长锚固的方式安装；0055步骤S5。

25、：对所述隧道主洞壁面均匀喷浆；0056步骤S6：所述喷浆凝固后，贴合所述隧道主洞壁面设置钢支架；0057步骤S7：在所述隧道主洞壁面喷射混凝土层。0058具体地，在本实施例中，所述第一钻孔是通孔，所述第一锚索长度略长于所述第一钻孔，所述第一锚索具有弹性，采用全长锚固的方式安装所述第一锚索，通过在所述隧道主洞和所述隧道平导两端分别锚固，施加预紧力，使得所述隧道主洞和所述隧道平导之间的围岩被挤压，防止了围岩松动，提高了锚固的稳定性。0059所述第二钻孔设置于所述隧道主洞顶部和远离所述隧道平导一侧内壁上，可根据实际需要呈点阵排列。0060在一些实施例中，所述钢支架可设置为拱形，所述拱形钢支架适于贴合。

26、所述隧道主洞设置。0061本发明所提供的复杂构造带隧道支护方法，通过由隧道主洞靠近隧道平导一侧壁面向隧道平导施工用于安装第一锚索的第一钻孔；在所述第一钻孔内安装所述第一锚索，其中所述第一锚索采用全长锚固的方式安装，并在所述隧道主洞和所述隧道平导分别进行锚固。通过设置第一锚索并采用全长锚固的安装方式，使得所述隧道主洞与所述隧道平导之间的围岩被所述第一锚索挤压成为一个完整的岩体，增强了支护强度。通过在所述隧道主洞顶部和远离所述隧道平导一侧的内壁上施工用于安装第二锚索的第二钻孔；在所述第二钻孔内安装第二锚索，其中所述第二锚索采用全长锚固的方式安装。通过设置所述第二锚索，并采用全长锚固的方式安装，可以。

27、为所述隧道主洞围岩提供预紧力，提高支护强度。对所述隧道主洞壁面均匀喷浆，喷浆可以防止所述隧道主洞围岩松动，为所述隧道主洞的围岩进行加固。所述喷浆凝固后，贴合所述隧道主洞壁面设置钢支架，通过设置所述钢支架对所述隧道主洞进行被动支护，提高支护强度。在所述隧道主洞壁面喷射混凝土层。喷射混凝土层可以进一步提高所述隧道主洞壁面强度，同时起到防潮的作用，增加所述隧道主洞的结构稳定性。因此，通过步骤S1至步骤S7的支护方法，提高了所述隧道主洞的支护强度。0062在一些实施例中，所述第一锚索具有弹性，所述在所述第一钻孔内安装所述第一锚索的过程中拉伸所述第一锚索后锚固，以使所述隧道主洞与所述隧道平导之间的围岩被。

28、所述第一锚索挤压固定。0063具体地，在本实施例中，所述第一锚索具有弹性，其弹性形变量可以根据实际需要设置，以使得所述隧道主洞与所述隧道平导之间的围岩为有效挤压固定。0064在一些实施例中，在步骤S6之后还包括：若所述钢支架与所述隧道主洞之间存在说明书5/6 页8CN 116607985 A8未贴合部分，将所述未贴合部分进行混凝土填充。0065由于所述隧道主洞形状可能在局部出现不规则形状，因此所述钢支架与所述隧道主洞未必会完全贴合，若所述钢支架与所述隧道主洞之间存在未贴合部分，则减少了所述钢支架支护时的受力面积，影响支护效果。基于此，将所述未贴合部分进行混凝土填充可增加受力面积，提高支护强度。。

29、0066在一些实施例中，优选地，所述钢支架排距为1至1.5米。所述钢支架排距根据实际施工经验和模型计算获得，可以为所述隧道主洞提供足够的支护强度，同时节省材料，在成本和效果之间取得了平衡。0067在一些实施例中，优选地，所述喷浆和喷射混凝土层的厚度为10厘米至20厘米。所述喷浆和喷射混凝土层的厚度根据实际施工经验和模型计算获得，可以为所述隧道主洞提供足够的支护强度，同时节省材料，在成本和效果之间取得了平衡。0068虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本公开的保护范围。说明书6/6 页9CN 116607985 A9图1图2说明书附图1/2 页10CN 116607985 A10图3说明书附图2/2 页11CN 116607985 A11。