【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于隧道施工，具体涉及一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构。
技术介绍
1、隧道工程是山区公路、铁路工程的重要组成部分。目前,隧道工程多采用新奥法施工,支护型式为初期支护+防水板+二次衬砌的复合式支护结构,初期支护为喷射混凝土+钢拱架。
2、上述支护型式虽然适用于大多数岩石隧道,但对于部分ⅳ级围岩隧道具有明显的局限性。ⅳ级围岩介于软岩石跟硬岩之间，承载能力相对硬岩较低，若采用新奥法中则不够安全，无法依靠围岩自承能力，若采用传统软岩隧道的支护方式则造成材料浪费及工期延长。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，减少了初期支护时间，且能有效控制隧道顶部及腰部的位移。
2、本专利技术采用以下技术方案：一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，包括钢带层、钢纤维素砼层和钢筋网，其中：
3、钢筋网，贴合设置于隧道洞已开挖段内壁环向一周；钢筋网朝向隧道内壁的一侧为外；
4、钢带层，包括多个拱形钢带本体，用于设置于隧道拱顶部位，且与钢筋网内壁紧密贴合；各拱形钢带本体的弧度与隧道拱顶部位的形状相一致，环向长度与隧道拱顶部位的环向长度相一致；多个拱形钢带本体顺次沿隧道的纵向顺次贴合排布；
5、钢纤维素砼层，覆盖于钢筋网和钢带层内壁，且与钢筋网和钢带层凝固于一体。
6、进一步地，在各拱形钢带本体的外壁上设置有多个穿过孔，多个穿过孔沿拱形钢带本体
7、进一步地，钢带层还包括多个立板，立板的个数为拱形钢带本体的两倍，立板用于设置于隧道洞的左右两侧壁，与钢筋网内壁紧密贴合，各立板的上端与其所在侧的拱形钢带本体的下端贴合。
8、进一步地，位于拱形钢带本体的顶部的相邻穿过孔间的距离小于位于拱形钢带本体的顶部的相邻穿过孔间的距离。
9、进一步地，在钢纤维素砼层外模筑施做有二次衬砌。
10、本专利技术还公开了上述的一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构的施工方法，包括如下步骤：
11、步骤一、全断面开挖隧道，在已开挖段内，在隧道洞内壁上铺设钢筋网，将钢带层贴合于钢筋网内侧；
12、步骤二、将锚杆和预应力锚索由外部围岩穿入至钢带层的穿过孔，安装；
13、步骤三、在钢筋网和钢带层喷射掺杂钢纤维的素混凝土，形成钢纤维素砼层；
14、步骤四、贴于钢纤维素砼层浇筑施做二次衬砌。
15、本专利技术的有益效果是：1.钢带层与锚杆和锚索为一个整体，通过对锚杆和锚索施加预应力起到主动约束围岩位移的作用，联合受力，约束洞顶及洞腰薄弱处的位移，局部薄弱的岩层应力通过锚杆和锚索传递至钢带层，随后再通过锚杆和锚索将应力均匀分配到较好岩层中，起到应力均匀分布的作用，不改变ⅳ级围岩力学性质，充分发挥ⅳ级围岩的自承能力，有效控制隧道顶部及腰部的位移。2.布设钢筋网片，并喷射钢纤维的素混凝土提高了围岩强度，并协调围岩变形，减少了传统钢拱架的材料用量，从而减小隧道断面尺寸。3.减少了初期支护时间。
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1.一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，其特征在于，包括钢带层(3)、钢纤维素砼层(2)和钢筋网(8)，其中：
2.如权利要求1所述的一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，其特征在于，在各所述拱形钢带本体的外壁上设置有多个穿过孔(4)，多个所述穿过孔(4)沿所述拱形钢带本体的环向走向间隔排布；锚杆(6)和预应力锚索(7)在环向上间隔排布，两者的间距与相邻的两个所述穿过孔(4)间的距离相一致；所述锚杆(6)和预应力锚索(7)设置于对应的所述穿过孔(4)中。
3.如权利要求2所述的一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，其特征在于，所述钢带层(3)还包括多个立板，所述立板的个数为拱形钢带本体的两倍，所述立板用于设置于隧道洞的左右两侧壁，与所述钢筋网(8)内壁紧密贴合，各立板的上端与其所在侧的拱形钢带本体的下端贴合。
4.如权利要求3所述的一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，其特征在于，位于所述拱形钢带本体的顶部的相邻穿过孔(4)间的距离小于位于所述拱形钢带本体的顶部的相邻穿过孔(4)间的距离
5.如权利要求4所述的一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，其特征在于，在所述钢纤维素砼层(2)外模筑施做有二次衬砌(1)。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，其特征在于，包括钢带层(3)、钢纤维素砼层(2)和钢筋网(8)，其中：
2.如权利要求1所述的一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，其特征在于，在各所述拱形钢带本体的外壁上设置有多个穿过孔(4)，多个所述穿过孔(4)沿所述拱形钢带本体的环向走向间隔排布；锚杆(6)和预应力锚索(7)在环向上间隔排布，两者的间距与相邻的两个所述穿过孔(4)间的距离相一致；所述锚杆(6)和预应力锚索(7)设置于对应的所述穿过孔(4)中。
3.如权利要求2所述的一种基于软岩全断面开挖时域匹配无拱架的新型支护结构，其特征在于，所述钢带层(3)还包括多个立板，所述立板的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李张震，熊阳阳，李际港，黄斐，陈海军，王华，黄小福，杨朝帅，牛富生，吴志峰，李亚，王康伟，吴利军，裴真真，徐静波，张凡，罗汝梦，刘兆，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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