一种后锚盾构衬砌支护结构论文和设计-李海军

全文摘要

本实用新型一种后锚盾构衬砌支护结构，包括盾构衬砌和锚杆，盾构衬砌由管片本体环向依次连接封闭形成，其特征在于：管片本体内设有预留孔；预留孔内充填结构胶；在预留孔靠近管片本体外壁面一侧设有预留锚板，锚板一端固定在预留锚板上，另一端钻进围岩。本实用新型具有如下优点：其结构简单、强度高、支撑力强，能够实现后期注浆加固围岩和堵水，改善围岩稳定性；并且在受力影响下，可降低管片被破坏的风险，保证整体结构的稳定性和安全性，降低工程风险。

主设计要求

1.一种后锚盾构衬砌支护结构，包括盾构衬砌（1）和锚杆（2），盾构衬砌（1）由管片本体（3）环向依次连接封闭形成，其特征在于：管片本体（3）内设有预留孔（4）；预留孔（4）内充填结构胶（5）；在预留孔（4）靠近管片本体（3）外壁面一侧设有预留锚板（6），锚杆（2）一端固定在预留锚板（6）上，另一端钻进围岩中。

设计方案

2.如权利要求1所述的后锚盾构衬砌支护结构，其特征在于：预留孔（4）为两端宽、中部窄的沙漏形状，数量为一个或一个以上，沿管片环向间隔布置，其沿孔口方向的中心轴线经过盾构衬砌（1）的圆心。

3.如权利要求1或2所述的后锚盾构衬砌支护结构，其特征在于：结构胶（5）为橡胶、塑料或树脂。

4.如权利要求1或2所述的后锚盾构衬砌支护结构，其特征在于：预留锚板（6）为钢板，通过螺纹钢筋（7）焊接或用螺栓连接。

5.如权利要求3所述的后锚盾构衬砌支护结构，其特征在于：预留锚板（6）为钢板，通过螺纹钢筋（7）焊接或用螺栓连接。

6.如权利要求1、2或5所述的后锚盾构衬砌支护结构，其特征在于：预留孔（4）与预留锚板（6）之间设有隔离膜（8）。

7.如权利要求4所述的后锚盾构衬砌支护结构，其特征在于：预留孔（4）与预留锚板（6）之间设有隔离膜（8）。

8.如权利要求1、2、5或7所述的后锚盾构衬砌支护结构，其特征在于：锚杆（2）一端锚固在预留锚板（6）上，锚杆（2）可采用全长粘结型锚杆、中空注浆锚杆或自进式注浆锚杆。

9.如权利要求4所述的后锚盾构衬砌支护结构，其特征在于：锚杆（2）一端锚固在预留锚板（6）上，锚杆（2）可采用全长粘结型锚杆、中空注浆锚杆或自进式注浆锚杆。

10.如权利要求6所述的后锚盾构衬砌支护结构，其特征在于：锚杆（2）一端锚固在预留锚板（6）上，锚杆（2）可采用全长粘结型锚杆、中空注浆锚杆或自进式注浆锚杆。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及隧道与地下工程技术领域，特别涉及一种后锚盾构衬砌支护结构。

背景技术

隧道开挖后，周围地层原有的平衡会遭到破坏，为了保护围岩的稳定性，确保行车安全，隧道必须有足够强度的支护结构。现有的隧道支护结构一般采用衬砌加锚杆支护的结构形式，例如在采用盾构法施工的隧道中，通过将环形盾构管片相互连接形成环形盾构衬砌，再固定锚杆形成支护结构，因而盾构管片的强度和质量直接关系到隧道的整体质量和安全。此外，在地层松散或者隧道突水的情况下，需要进行围岩注浆加固和注浆堵水，以改善围岩稳定性。

现有技术中，如申请号为CN201220295776.7的专利公开了一种盾构法斜井应对大变形地层的施工用衬砌管片，包括封顶块、连接块、标准块和底拱块，在标准块和连接块上锚固有锚杆。其锚杆直接固定在管片上，锚杆和管片构成了受力整体，当锚杆受力变形时，连带拉动管片，会对管片造成破坏，从而影响隧道的安全性。

发明内容

本实用新型的目的就是提供一种后锚盾构衬砌支护结构，不仅结构简单、强度高、支撑力强，还能进行后期围岩注浆加固以及注浆堵水，改善围岩稳定性。

本实用新型是这样实现的，一种后锚盾构衬砌支护结构，包括盾构衬砌和锚杆，盾构衬砌由管片本体环向依次连接封闭形成，管片本体内设有预留孔；预留孔内充填结构胶；在预留孔靠近管片本体外壁面一侧设有预留锚板，锚杆在盾构衬砌施工完成后施作，锚杆一端固定在预留锚板上，另一端钻进围岩中。

本实用新型一种后锚盾构衬砌支护结构，通过将多个弧形盾构管片的侧面相互连接，形成由盾构管片组成的圆形隧道衬砌，管片本体内设有预留孔，在盾构管片施工后，通过预留孔能够进行围岩注浆加固以及注浆堵水；预留孔内充填结构胶，在满足管片的强度要求的同时，因其具有高粘结强度和一定的伸长性能，不易从孔内掉落，并且有利于后期钻进切割，对结构胶进行切割，避免了对管片本体的直接破坏，保证了管片的强度和质量；在预留孔靠近管片本体外壁面一侧设有预留锚板，用于固定后期施作的锚杆，锚杆不直接固定在管片本体上，降低了锚杆受力变形对管片本体的破坏，保证隧道的质量和安全。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下优点：其结构简单、强度高、支撑力强，能够实现后期注浆加固围岩和堵水，改善围岩稳定性；并且在受力影响下，可降低管片被破坏的风险，保证整体结构的稳定性和安全性，降低工程风险。

附图说明

本实用新型的附图说明如下：

图1为本实用新型盾构衬砌支护的结构图；

图2为本实用新型盾构管片的结构图；

图3为本实用新型盾构管片预留孔的放大图。

图中：1.盾构衬砌；2.锚杆；3.管片本体；4.预留孔；5.结构胶；6.预留锚板；7.螺纹钢筋；8.隔离膜。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，一种后锚盾构衬砌支护结构，包括盾构衬砌1和锚杆2，盾构衬砌1由管片本体3环向依次连接封闭形成，其特征在于：管片本体3内设有预留孔4；预留孔4内充填结构胶5；在预留孔4靠近管片本体3外壁面一侧设有预留锚板6，锚杆2一端固定在预留锚板6上，另一端钻进围岩中。

实用新型一种后锚盾构衬砌支护结构，首先将多个弧形盾构管片的侧面相互连接，形成由盾构管片组成的圆形盾构衬砌1，管片本体内设有预留孔4，在盾构管片施工后，通过预留孔4能够进行围岩注浆加固和堵水；预留孔4内充填结构胶5，在满足管片的强度要求的同时，因其具有高粘结强度和一定的伸长性能，不易从孔内掉落，并且有利于后期钻进切割，对结构胶5进行切割，避免了对管片本体3的直接破坏，保证了管片的强度和质量；在预留孔4靠近管片本体3外壁面一侧设有预留锚板6，用于固定后期施作的锚杆2，锚杆2不直接固定在管片本体3上，降低锚杆2受力变形对管片本体的破坏，确保隧道的质量和安全。

本实用新型中，管片本体3采用钢筋砼浇筑成型，浇筑前采用模具预留有预留孔4，预留孔4也可以用金属套筒制成，与管片本体3一起浇筑成型。盾构管片进行工厂化制作，使得管片质量得以控制。

进一步地，如图2或图3所示，预留孔4为两端宽、中部窄的沙漏形状，数量为一个或一个以上，沿管片环向间隔布置，其沿孔口方向的中心轴线经过盾构衬砌1的圆心。将预留孔4做成沙漏形状，在后期施作锚杆时，能适应更大的锚杆打设角度，孔口的截面形状可以是圆形、椭圆形或者矩形；预留孔4的个数和间距根据实际需要确定，当衬砌直径较小时，每个管片可以只有一个预留孔4；当衬砌直径较大时，可以有一个以上的预留孔4，以适应更大范围的注浆加固位置。预留孔4沿孔口方向的中心轴线经过盾构衬砌1的圆心处，即预留孔4垂直于管片壁面设置，在实际施工过程中，便于钻孔操作。

进一步地，结构胶5为橡胶、塑料或树脂。结构胶5是指强度高，能够承载较大荷载，且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀，适用于承受强力的结构件粘接的胶粘剂。结构胶5可以选择橡胶、塑料或树脂，灌注进预留孔4内，静置固化成型后形成整体结构。首先，结构胶5的填充，能够满足盾构管片的强度要求；其次，其与金属和混凝土的粘结强度高，与结构匹配良好；再次，其具有容易切割的优点，在后期施作锚杆2时，有利于打孔钻进。

进一步地，预留锚板6为钢板，通过螺纹钢筋7焊接或用螺栓连接。螺纹钢筋7一端用结构胶5和管片本体3粘结，另一端与预留锚板6焊接或用螺栓连接。

进一步地，预留孔4与预留锚板6之间设有隔离膜8。隔离膜8可以是PP隔离膜或者PE隔离膜，填充结构胶5后，结构胶5直接与隔离膜8粘结。当锚杆2受力变形时，由于隔离膜8将预留锚板6和预留孔4隔离开，避免了对管片本体3的破坏，保证了隧道的质量和安全。

进一步地，锚杆2锚固在预留锚板6上，锚杆2可采用全长粘结型锚杆、中空注浆锚杆或自进式注浆锚杆。锚杆2用于后期围岩深层注浆加固，并锚固在预留锚板6上，形成盾构衬砌1和锚杆2组成的支护结构。

本实用新型的施工原理是：

在盾构掘进开挖后，将盾构管片安装到位，封闭成盾构衬砌1后，当需要注浆加固围岩或注浆堵水时，先用钻机从预留孔4中钻进切割结构胶5和预留锚板6，再向围岩钻进安放锚杆2，完成注浆加固围岩或注浆堵水，然后将锚杆2一端固定在预留锚板6上，最后用结构胶5封堵预留孔4，形成盾构衬砌1和锚杆2组成的支护结构。

设计图

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