本发明专利技术提供一种双隔双控隧道结构及工程岩体大变形灾害防控方法，隧道结构包括：柔性支护系统，安装在围岩中；隧道结构体，设于所述围岩的内侧，隧道结构体内形成隧道空间；伺服轨道，设于所述隧道空间内。本发明专利技术中的柔性支护系统能将隧道工程岩体的米级变形量控制到厘米级变形量范围内，隧道结构体和伺服轨道能进一步将厘米级变形量控制到毫米级变形量范围，确保隧道结构保持稳定。确保隧道结构保持稳定。确保隧道结构保持稳定。
【技术实现步骤摘要】
双隔双控隧道结构及工程岩体大变形灾害防控方法
[0001]本专利技术涉及隧道工程
，尤其是一种双隔双控隧道结构及工程岩体大变形灾害防控方法。
技术介绍
[0002]隧道工程领域发生的岩体大变形灾害事例屡见不鲜，它一直是困扰地下空间工程的一项重大难题。例如，中国兰渝铁路、成兰铁路和川藏铁路等工程都出现了不同程度和不同形式的工程岩体大变形，大变形一般指的是变形量超过5％，给隧道施工造成了极大困难，并带来严重的安全隐患。
[0003]为防控工程岩体大变形灾害，国内外学者对隧道工程岩体大变形难题进行了理论及现场研究，也使得大变形控制技术得到了很好地发展，但在强活动性隧道工程岩体大变形灾害控制领域，尤其是防控米级大变形工程岩体灾害领域的研究尚属空白。目前，断层错动大变形、软岩大变形、岩爆及高温高湿热害等恶劣地质条件下的隧道工程支护难题，已超出隧道和地下空间工程领域以往所遵循的理论和实践的最高认知水平，且勘察设计尚无可供借鉴的案例，难以预测大变形工程岩体的动态变化，因此，需要提供一种应对工程岩体大变形灾害的防控方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种双隔双控隧道结构及工程岩体大变形灾害防控方法，以对工程岩体大变形灾害进行防控。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提出一种双隔双控隧道结构，其包括：柔性支护系统，安装在围岩中；隧道结构体，设于所述围岩的内侧，所述隧道结构体内形成隧道空间；伺服轨道，设于所述隧道空间内，所述伺服轨道包括刚性结构和用于调整所述刚性结构在水平和垂直方向变形的调控单元，所述刚性结构包括宽枕板和设于所述宽枕板上的钢轨，所述调控单元包括用于采集所述宽枕板的水平错动和差异沉降数据的监测模块、用于对所述监测模块采集的数据进行分析并计算调控量的控制模块、以及在所述控制模块的控制下按照所述调控量驱动所述宽枕板运动的执行模块。
[0006]如上所述的双隔双控隧道结构，其中，所述柔性支护系统为锚固支护结构。
[0007]如上所述的双隔双控隧道结构，其中，所述锚固支护结构为NPR恒阻大变形锚杆和/或NPR恒阻大变形锚索。
[0008]如上所述的双隔双控隧道结构，其中，所述双隔双控隧道结构还包括设于所述围岩和所述隧道结构体之间的变形余量空间，所述变形余量空间内填充有缓冲材料层。
[0009]如上所述的双隔双控隧道结构，其中，所述缓冲材料层为泡沫混凝土填充层。
[0010]如上所述的双隔双控隧道结构，其中，所述监测模块包括布置在所述宽枕板表面的水平位移传感器和垂直位移传感器，所述水平位移传感器和所述垂直位移传感器分别连接至所述控制模块，所述执行模块包括分别与所述控制模块连接的水平位置作动器和垂直
位移作动器，所述水平位置作动器的顶端可移动地与所述宽枕板的侧面相抵接，所述垂直位移作动器的顶端可移动地设置在所述宽枕板的底部，所述水平位移传感器和所述垂直位移传感器均沿轨道中心线左右相互对称设置。
[0011]如上所述的双隔双控隧道结构，其中，所述伺服轨道包括自下而上依次设置的柔性隔离层、粘性耗能层和伺服调整层，所述柔性隔离层包括抑拱填充及其两侧的弹性挡块，所述粘性耗能层为聚氨酯固化道床，所述伺服调整层包括所述刚性结构和所述调控单元，所述刚性结构还包括与所述聚氨酯固化道床连接的纵梁，所述宽枕板设于所述纵梁上。
[0012]本专利技术还提供一种工程岩体大变形灾害防控方法，其包括：通过向围岩中装入柔性支护系统，来为防控工程岩体大变形提供柔性隔离；通过在围岩内侧施工制作隧道结构体，并在所述隧道结构体内建造伺服轨道，来为防控工程岩体大变形提供刚性隔离，其中所述伺服轨道包括刚性结构和用于调整所述刚性结构在水平和垂直方向变形的调控单元，所述刚性结构包括宽枕板和设于所述宽枕板上的钢轨，所述调控单元包括用于采集所述宽枕板的水平错动和差异沉降数据的监测模块、用于对所述监测模块采集的数据进行分析并计算调控量的控制模块、以及在所述控制模块的控制下按照所述调控量驱动所述宽枕板运动的执行模块。
[0013]如上所述的工程岩体大变形灾害防控方法，其中，所述工程岩体大变形灾害防控方法包括以下施工步骤：步骤S1：开挖隧道洞身；步骤S2：向隧道洞身的围岩中装入柔性支护系统；步骤S3：在围岩的内侧进行二次衬砌施工，形成隧道结构体；步骤S4：在隧道结构体内部的隧道空间中建造所述伺服轨道。
[0014]如上所述的工程岩体大变形灾害防控方法，其中，所述步骤S1包括：在开挖隧道洞身过程中，对隧道的顶部和两个拱肩部进行临时支护，并对隧道断面喷射混凝土封闭。
[0015]如上所述的工程岩体大变形灾害防控方法，其中，在所述步骤S2中，采用NPR恒阻大变形锚杆和/或NPR恒阻大变形锚索作为柔性支护系统。
[0016]如上所述的工程岩体大变形灾害防控方法，其中，所述步骤S2包括：步骤S21：在围岩中按照预设间隔和预设排列方式钻多个安装孔；步骤S22：向各安装孔内分别安装NPR恒阻大变形锚杆或NPR恒阻大变形锚索。
[0017]如上所述的工程岩体大变形灾害防控方法，其中，所述步骤S2还包括：步骤S23：在围岩的内侧面上铺设柔性网，采用钢带将柔性网压在围岩的内侧面上，将NPR恒阻大变形锚杆和/或NPR恒阻大变形锚索与对应的钢带连接并施加预紧力。
[0018]如上所述的工程岩体大变形灾害防控方法，其中，在所述步骤S22中，在任意相邻的两个所述安装孔内分别安装NPR恒阻大变形锚杆和NPR恒阻大变形锚索，以使NPR恒阻大变形锚杆和NPR恒阻大变形锚索沿围岩的周向交替布置。
[0019]如上所述的工程岩体大变形灾害防控方法，其中，在所述步骤S3中，在围岩内侧进行二次衬砌施工时，在隧道结构体与围岩之间预留变形余量空间，向所述变形余量空间内填充泡沫混凝土。
[0020]本专利技术的双隔双控隧道结构及工程岩体大变形灾害防控方法的特点和优点是：
[0021]本专利技术中的柔性支护系统作为柔性隔离系统，能吸收岩体变形能量，适应岩体大变形，当隧道工程岩体因外部环境岩体发生强活动性运动而出现断层错动或岩体大变形时，岩体内部产生的巨大能量的绝大部分将被柔性支护系统吸收，从而将隧道工程岩体的
米级变形量控制到厘米级变形量范围内，隧道结构体和伺服轨道作为刚性隔离系统，能进一步将厘米级变形量控制到毫米级变形量范围(<2mm)，确保隧道结构保持稳定。
附图说明
[0022]以下附图仅旨在于对本专利技术做示意性说明和解释，并不限定本专利技术的范围。其中：
[0023]图1是本专利技术的双隔双控隧道结构的示意图。
[0024]主要元件标号说明：
[0025]1、柔性支护系统；11、NPR恒阻大变形锚杆；12、NPR恒阻大变形锚索；
[0026]2、隧道结构体；3、伺服轨道；4、变形余量空间；
[0027]100、围岩；200、隧道空间；300、环境岩体。
具体实施方式
[0028]为了对本专利技术的技术特征、目的和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种双隔双控隧道结构，其特征在于，所述双隔双控隧道结构包括：柔性支护系统，安装在围岩中；隧道结构体，设于所述围岩的内侧，所述隧道结构体内形成隧道空间；伺服轨道，设于所述隧道空间内，所述伺服轨道包括刚性结构和用于调整所述刚性结构在水平和垂直方向变形的调控单元，所述刚性结构包括宽枕板和设于所述宽枕板上的钢轨，所述调控单元包括用于采集所述宽枕板的水平错动和差异沉降数据的监测模块、用于对所述监测模块采集的数据进行分析并计算调控量的控制模块、以及在所述控制模块的控制下按照所述调控量驱动所述宽枕板运动的执行模块。2.如权利要求1所述的双隔双控隧道结构，其特征在于，所述柔性支护系统为锚固支护结构。3.如权利要求2所述的双隔双控隧道结构，其特征在于，所述锚固支护结构为NPR恒阻大变形锚杆和/或NPR恒阻大变形锚索。4.如权利要求1所述的双隔双控隧道结构，其特征在于，所述双隔双控隧道结构还包括设于所述围岩和所述隧道结构体之间的变形余量空间，所述变形余量空间内填充有缓冲材料层。5.如权利要求4所述的双隔双控隧道结构，其特征在于，所述缓冲材料层为泡沫混凝土填充层。6.如权利要求1所述的双隔双控隧道结构，其特征在于，所述监测模块包括布置在所述宽枕板表面的水平位移传感器和垂直位移传感器，所述水平位移传感器和所述垂直位移传感器分别连接至所述控制模块，所述执行模块包括分别与所述控制模块连接的水平位置作动器和垂直位移作动器，所述水平位置作动器的顶端可移动地与所述宽枕板的侧面相抵接，所述垂直位移作动器的顶端可移动地设置在所述宽枕板的底部，所述水平位移传感器和所述垂直位移传感器均沿轨道中心线左右相互对称设置。7.如权利要求1所述的双隔双控隧道结构，其特征在于，所述伺服轨道包括自下而上依次设置的柔性隔离层、粘性耗能层和伺服调整层，所述柔性隔离层包括抑拱填充及其两侧的弹性挡块，所述粘性耗能层为聚氨酯固化道床，所述伺服调整层包括所述刚性结构和所述调控单元，所述刚性结构还包括与所述聚氨酯固化道床连接的纵梁，所述宽枕板设于所述纵梁上。8.一种工程岩体大变形灾害防控方法，其特征在于，所述工程岩体大变形灾害防控方法包括：通过向围岩中装入柔性支护系统，来为防控工程岩体大变形提供柔性隔离；通过在围岩内侧施工制作隧道结构体，并在所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：何满潮，
申请(专利权)人：何满潮，
类型：发明
国别省市：
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