本实用新型专利技术属于隧道工程施工技术领域，特别涉及一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构。一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构，包括围岩、钢纤维喷射混凝土层和多根锚杆，钢纤维喷射混凝土层位于围岩的隧道洞室表面，钢纤维喷射混凝土层包括第一钢纤维喷射混凝土层、第二钢纤维喷射混凝土层，锚杆包括位于围岩的隧道顶部的拱顶预应力锚杆、位于围岩的隧道两侧的拱墙系统锚杆，锚杆的一端沿围岩径向方向埋设于围岩的内部，锚杆的另一端位于钢纤维喷射混凝土层。本实用新型专利技术通过采用低预应力涨壳式锚杆和钢纤维喷射混凝土主动支护围岩，取消了钢架和钢筋网片初期支护结构，优化了施工工序，减少了人员暴露在岩体下立架挂网安全风险。减少了人员暴露在岩体下立架挂网安全风险。减少了人员暴露在岩体下立架挂网安全风险。
【技术实现步骤摘要】
一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构
[0001]本技术属于隧道工程施工
，特别涉及一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构。
技术介绍
[0002]在隧道建设过程中，钻爆法隧道多采用新奥法施工，隧道支护结构常采用复合式衬砌，其包括初期支护和二次衬砌，初期支护多采用喷锚网支护，特别是对于IV级围岩，设计采用钢架+喷锚网支护，隧道开挖后先立拱架，安装钢筋网片，然后施作系统锚杆，最后喷射混凝土，工序多，作业时间长,日进尺大多在一个循环，月进尺大多在75m~90m。特别是由于拱架立架作业的需要，系统锚杆和喷射混凝土作业不及时，未能实现早支护围岩，而且人工在未完全支护的围岩下立架作业风险大。
[0003]中国专利CN201611099848.X《一种隧道防岩爆支护方法及隧道防岩爆支护体系》主要公开了一种隧道防岩爆支护方法及隧道防岩爆支护体系，采用喷射混凝土层和多根预应力释能锚杆支护，但该专利技术未能提供普通段IV级围岩主动支护的具体参数要求，而且混凝土未采用早高强混凝土，无法对围岩形成快速高强的支护。
[0004]中国专利CN202022038907.0《一种隧道主动支护结构》具体提供了一种预制装配式隧道主动支护结构，包括支撑架和锚杆，支撑架安装在隧道中，施作的锚杆要穿过钢筋网网格口，并通过自由端施加预应力，使锚杆的垫板与格构式单元紧密连接，实现预制拼装式结构对隧道围岩的主动支护作用。但该结构仍然要面临支撑架施工、挂网等工序，未能有效减少是施工工序。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，本技术的目的是提供一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构，通过采用低预应力涨壳式锚杆和钢纤维喷射混凝土主动支护围岩，取消了钢架和钢筋网片初期支护结构，优化了施工工序，减少了人员暴露在岩体下立架挂网安全风险。
[0006]本技术的技术方案在于：一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构，包括围岩、钢纤维喷射混凝土层和多根锚杆，所述钢纤维喷射混凝土层位于所述围岩的隧道洞室表面，所述钢纤维喷射混凝土层包括第一钢纤维喷射混凝土层、第二钢纤维喷射混凝土层，所述锚杆包括位于所述围岩的隧道顶部的拱顶预应力锚杆、位于所述围岩的隧道两侧的拱墙系统锚杆，所述锚杆的一端沿所述围岩径向方向埋设于所述围岩的内部，所述锚杆的另一端位于所述钢纤维喷射混凝土层。
[0007]所述钢纤维喷射混凝土层为早高强钢纤维混凝土层，所述第一钢纤维喷射混凝土层的厚度≥4cm，所述第二钢纤维喷射混凝土层的厚度≥8cm。
[0008]所述第一钢纤维喷射混凝土层的混凝土强度等级≥CF30，所述第一钢纤维喷射混凝土层的混凝土8小时强度不低于10Mpa、24小时强度不低于15MPa。
[0009]所述第二钢纤维喷射混凝土层的混凝土强度等级≥CF30，所述第二钢纤维喷射混
凝土层的混凝土8小时强度不低于10MPa、24小时强度不低于15MPa。
[0010]所述拱顶预应力锚杆为中空注浆低预应力涨壳式锚杆，所述拱顶预应力锚杆在所述围岩的隧道洞室顶部120
°
范围内均布。
[0011]所述拱顶预应力锚杆的锚杆长度≥3m，所述拱顶预应力锚杆的施加预应力≥60KN，所述拱顶预应力锚杆的锚杆间距为1.2m
×
1.2m。
[0012]所述拱墙系统锚杆为药卷锚杆或砂浆锚杆，所述拱墙系统锚杆在所述围岩的隧道洞室两侧范围内均布。
[0013]所述拱墙系统锚杆的锚杆长度≥3m，所述拱墙系统锚杆的锚杆间距为1.5m
×
1.2m。
[0014]本技术的技术效果在于：1、本技术通过采用中空注浆低预应力涨壳式锚杆和钢纤维喷射混凝土主动支护围岩，取消了钢架和钢筋网片初期支护结构，优化了施工工序，减少了人员暴露在岩体下立架挂网安全风险；2、本技术采用早高强喷射钢纤维混凝土支护，可以实现快速高强支护围岩，拱部采用低预应力涨壳式锚杆，通过施加预应力，改善隧道围岩受力状态，提高隧道受力安全。
[0015]以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
[0016]图1为本技术实施例一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构示意图。
[0017]图2为本技术实施例一种用于隧道IV级围岩单层衬砌的A部分放大示意图。
[0018]图3为本技术实施例一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构的施工流程图。
[0019]附图标记：1
‑
拱顶预应力锚杆；2
‑
拱墙系统锚杆；3
‑
钢纤维喷射混凝土层；4
‑
围岩； 31
‑
第一钢纤维喷射混凝土层；32
‑
第二钢纤维喷射混凝土层。
具体实施方式
[0020]实施例1
[0021]如图1、图2所示，一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构，一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构，包括围岩4、钢纤维喷射混凝土层3和多根锚杆，所述钢纤维喷射混凝土层3位于所述围岩4的隧道洞室表面，所述钢纤维喷射混凝土层3包括第一钢纤维喷射混凝土层31、第二钢纤维喷射混凝土层32，所述锚杆包括位于所述围岩4的隧道顶部的拱顶预应力锚杆1、位于所述围岩4的隧道两侧的拱墙系统锚杆2，所述锚杆的一端沿所述围岩4径向方向埋设于所述围岩4的内部，所述锚杆的另一端位于所述钢纤维喷射混凝土层3。
[0022]实际使用过程中，本技术通过采用拱顶预应力锚杆1、拱墙系统锚杆2和钢纤维喷射混凝土层3主动支护围岩，取消了钢架和钢筋网片初期支护结构，优化了施工工序，减少了人员暴露在岩体下立架挂网安全风险。
[0023]实施例2
[0024]优选的，在实施例1的基础上，本实施例中，所述钢纤维喷射混凝土层3为早高强钢纤维混凝土层，所述第一钢纤维喷射混凝土层31的厚度≥4cm，所述第二钢纤维喷射混凝土层32的厚度≥8cm。
[0025]实际使用过程中，本技术在围岩4的隧道开挖后，及时初喷第一钢纤维喷射混
凝土层31，可以实现对围岩及时封闭，提高围岩承载力，确保作业安全，在拱顶预应力锚杆1、拱墙系统锚杆2施作完成后,施作复喷形成第二钢纤维喷射混凝土层32，有效提高了初期支护的承载力，更增强了初期支护的耐久性。
[0026]实施例3
[0027]优选的，在实施例1或2的基础上，本实施例中，所述第一钢纤维喷射混凝土层31的混凝土强度等级≥CF30，所述第一钢纤维喷射混凝土层31的混凝土8小时强度不低于10Mpa、24小时强度不低于15MPa。
[0028]实际使用过程中，所述第一钢纤维喷射混凝土层31的混凝土强度等级≥CF30，所述第一钢纤维喷射混凝土层31的混凝土8小时强度不低于10Mpa、24小时强度不低于15MPa，属于早高强钢纤维混凝土，可以实现对围岩及时封闭，提高围岩承载力，确保作业安全。
[0029]实施例4
[0030]优选的，在实施例1或2的基础上，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构，其特征在于：包括在围岩（4）的隧道洞室表面形成的钢纤维喷射混凝土层（3）和沿所述围岩（4）的隧道洞室径向方向插入的多根锚杆，所述钢纤维喷射混凝土层（3）包括第一钢纤维喷射混凝土层（31）、第二钢纤维喷射混凝土层（32），所述锚杆包括位于所述围岩（4）的隧道顶部的拱顶预应力锚杆（1）、位于所述围岩（4）的隧道两侧的拱墙系统锚杆（2），所述锚杆的一端沿所述围岩（4）径向方向埋设于所述围岩（4）的内部，所述锚杆的另一端位于所述钢纤维喷射混凝土层（3）。2.根据权利要求1所述一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构，其特征在于：所述钢纤维喷射混凝土层（3）为早高强钢纤维混凝土层，所述第一钢纤维喷射混凝土层（31）的厚度≥4cm，所述第二钢纤维喷射混凝土层（32）的厚度≥8cm。3.根据权利要求1所述一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构，其特征在于：所述第一钢纤维喷射混凝土层（31）的混凝土强度等级≥CF30，所述第一钢纤维喷射混凝土层（31）的混凝土8小时强度不低于10Mpa、24小时强度不低于15MPa。4.根据权利要求1所述一种用于隧道IV级围岩的单层衬砌结构，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：王帅帅，孙向东，丁晓东，刘斌，
申请(专利权)人：中交第二公路工程局有限公司，
类型：新型
国别省市：
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