一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构的制作方法

1.本实用新型的实施例属于隧道施工技术领域，更具体地，涉及一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构。


背景技术：

2.由于地质条件、变形特征的复杂性，导致软岩事故频发，软岩蠕变量大、变形时间长、变形速率快，而传统的支护工具并不能随意的移动，施工不便，不能很好的解决软岩变形速率快的问题，且传统工具没有针对性的解决软岩变形时间长变形量大的问题，而且早期钢架支护成本高，且受力为线接触，在局部变形大的地方会出现应力集中，导致结构破坏。该工具可针对性解决传统工具支护不及时、受力不均匀，没有针对性的解决软岩变形时间长变形量大等三个设计施工难点。
3.专利cn110005434b提供了一种软岩隧道围岩大变形灾害的恒阻大变形锚索控制方法，隧道掘进后及时对断面进行喷浆封闭，减少围岩与空气接触时间，快速铺设钢筋网并安装恒阻大变形锚索，通过锚索的高预应力对围岩进行加固。围岩内部巨大的塑性能量将会以大变形的形式释放，首先作用于恒阻大变形锚索，待围岩塑性能量释放后，作用于支护体的能量将会逐渐减小，此时，恒阻大变形锚索支护体将处于恒阻耦合支护状态，结合钢拱架支护，形成“刚柔并济”的支护效果，保证了隧道围岩的稳定性，避免了软岩隧道围岩大变形灾害。
4.上述专利虽然解决了软岩变形时间长变形量大的问题，但其通过快速铺设钢筋网并安装恒阻大变形锚索，对围岩进行全方位施工保护，无论是围岩易出现形变区或是其它地质结构稳定区域都进行锚索加固，极大的提高了生产成本，增加了施工难度，降低了施工效率。


技术实现要素：

5.针对现有技术不能对围岩易出现形变区进行精准加固、施工成本高、效率低等问题，本实用新型提供一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构以解决上述问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构，包括嵌设于围岩中的框格承载梁，其包括多个框格，所述框格将围岩上易发生坍塌变形的软岩部位分隔开来；一端与框格承载梁固定连接的固定锚杆，其另一端嵌入深层岩体质量良好的区域；固定设于框格承载梁顶部的第一加固板，其另一侧与初衬外侧连接；固定设于初衬内侧的第二加固板，其与第一加固板位置相对应；以及将第一加固板和第二加固板连为一体的连接锚杆。
7.进一步地，所述框格承载梁还包括水平梁和竖向梁，多个所述水平梁与竖向梁垂直交错形成框格。
8.进一步地，所述水平梁设于软岩部位沿面开挖出的水平槽内，通过在水平槽内放置钢筋笼进行封模浇筑混凝土成型；所述竖向梁设于软岩部位沿面开挖出的竖向平槽内，
通过在水平槽内放置钢筋笼进行封模浇筑混凝土成型。
9.进一步地，所述连接锚杆一端固定与框格承载梁连接，另一端穿过初衬与第二加固板固定连接。
10.进一步地，所述第一加固板通过框格承载梁顶部铺设钢筋网片并喷射混凝土形成。
11.进一步地，第二加固板通过在初衬相应区域加设一层钢筋网进行封模浇筑混泥土后形成。
12.优选地，所述固定锚杆为空心锚杆，其杆身上设有多个出浆口。
13.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
14.(1)本实用新型的一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构，通过所述框格承载梁嵌设于围岩中，其上设有的多个框格将围岩上易发生坍塌变形的软岩部位分隔开来，减小其整体应力，将围岩内部变形产生的塑性能量分散到框格承载梁上，通过框格承载梁的刚性结构从而抵抗软岩部位的变形。
15.(2)本实用新型的一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构，通过设有固定锚杆穿过框格承载梁将其进行固定，并深入岩层内与软弱岩层紧密接触形成粘结阻力，解决了软弱岩层抗拉能力低问题，从而使得软岩部位自身的承载能力大大加强，降低了其变形量。
16.(3)本实用新型的一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构，通过设有第一加固板，其两侧分别与框格承载梁及初衬的外侧固定连接，增加了框格承载梁整体强度的同时对框格进行封闭，其增大了局部易变形软弱岩层在初衬上的受力面积，避免初衬局部受到压强较大造成挤压变形。
17.(4)本实用新型的一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构，通过第一加固板和第二加固板对应设于初衬内外侧并通过连接锚杆进行连接，从而大幅度提高了初衬位于易变形软弱岩层区域位置的支护结构的承载力、抗侧移刚度及支护结构的延性，有效抵抗软弱岩层变形带来的挤压力。
18.(5)本实用新型的一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构，整体布设结构简单，施工方便，可精确根据围岩易变形区域进行施工加固，无需对整体隧道内围岩进行全方位加固，大大降低了施工成本，提高了施工效率。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例中一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例中框格承载梁结构示意图；
21.图3为本实用新型实施例中第二加固板结构示意图。
22.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-框格承载梁、101-水平梁、102-竖向梁、103-框格、2-固定锚杆、3-第一加固板、4-第二加固板、5-连接锚杆、6-初衬、7-二衬、8-隧道。
具体实施方式
23.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
24.如图1-3所示，本实用新型实施例提供一种适用于软岩隧道易变形区域的加固结构，包括框格承载梁1、固定锚杆2、第一加固板3、第二加固板4及连接锚杆5，其中所述框格承载梁1嵌设于围岩中，其上设有的多个框格103将围岩上易发生坍塌变形的软岩部位分隔开来，减小其整体应力，将围岩内部变形产生的塑性能量分散到框格承载梁1上，通过框格承载梁1 的刚性结构从而抵抗软岩部位的变形；所述固定锚杆2穿过框格承载梁1 将其进行固定，并嵌入深层岩体质量良好的区域使杆身与软弱岩层紧密接触，形成粘结阻力，解决了软弱岩层抗拉能力低问题，从而使得软岩部位自身的承载能力大大加强，降低了其变形量；所述第一加固板3两侧分别与框格承载梁1及初衬6的外侧固定连接，增加了框格承载梁1整体强度的同时对框格进行封闭，其增大了局部易变形软弱岩层在初衬6上的受力面积，避免初衬6局部受到压强较大造成挤压变形；所述第二加固板4固定设于初衬6内侧，与第一加固板3位置相对应，两者通过连接锚杆5固定连为一体，通过第一加固板3和第二加固板4对应设于初衬6内外侧并通过连接锚杆5进行连接，从而大幅度提高了初衬6位于易变形软弱岩层区域位置的支护结构的承载力、抗侧移刚度及支护结构的延性，有效抵抗软弱岩层变形带来的挤压力。本实用新型的加固结构整体布设结构简单，施工方便，可精确根据围岩易变形区域进行施工加固，无需对整体隧道内围岩进行全方位加固，大大降低了施工成本，提高了施工效率。
25.如图1-2所示，本实用新型的加固结构施工时，可根据围岩各部分地址状况，标记出易发生坍塌变形的软岩部位，在标记的软岩部位沿面开挖出多个垂直交错的水平槽和竖向槽，所述垂直交错的水平槽和竖向槽覆盖面积大于标记的软岩部位沿面面积。完成开槽工作后，在槽内打入固定锚杆2，并使其底部嵌入深层岩体质量良好的区域进行锚固，所述固定锚杆2 顶部与槽顶面齐平；在本实用新型优选实施例，所述固定锚杆2为空心锚杆，锚杆杆身上设有多个出浆口，通过空心锚杆可向软弱岩层内进行注浆形成锚固部，增强了固定锚杆2与软弱岩层的结合强度，并固结其周边软弱岩层减小形变量。在水平槽和竖向槽内放入钢筋笼以及连接锚杆5，进行封模浇筑混凝土，完成混凝土浇筑后，拆除模板，水平槽内的钢筋混凝土结构构成水平梁101，竖向槽内的钢筋混凝土结构构成竖向梁102，多个垂直交错的水平梁101与竖向梁102形成的框格103将标记的软岩部位进行分隔，分散其应力，减小整体变形量。完成框格承载梁101的制作后，在其顶部铺设钢筋网片，并喷射混凝土形成第一加固板3，增加了框格承载梁 1整体强度。
26.如图3所示，在各标记的软岩部位完成框格承载梁101和成第一加固板3的制作后，进行初衬6制作。此时连接锚杆5在初衬6的内侧标注出易变形软岩部位的相应位置。待完成初衬6制作后，在连接锚杆5标注的区域内，加设一层钢筋网，通过封模后将钢筋网与连接锚杆5一同采用混凝土进行浇筑形成第二加固板4。通过第一加固板3和第二加固板4对应设于初衬6内外侧并通过连接锚杆5进行连接，对易变形软弱岩层区域位置的初衬6支护结构进行双面加固，从而大幅度提高了初衬6位于此区域位置的承载力、抗侧移刚度及支护结构的
延性，有效抵抗软弱岩层变形带来的挤压力。
27.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。