【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及隧道支护，具体为一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法。
技术介绍
1、随着我国科学技术的进步和城市现代化的进程，越来越多人涌入城市生活发展，这就要求我国的交通网要越来越发达，才能够满足我国城市化的要求，往地下空间开发将是我国城市发展的重点。穿梭于城市间的轨道交通也是我国交通网中的重要组成部分，而我国是多山的国家，势必要求发展穿山凿洞工程。在我国一些黄土分布地区城市中，要想修建穿山隧道和地下地铁工程成为一大难题，膨胀性黄土隧道开挖后由于围岩初始地应力释放速度快且变形大，导致喷锚支护结构和仰拱结构变形大、易开裂破坏，通常膨胀性黄土隧道施工洞身初期支护采用径向锚杆、钢拱架和喷射混凝土联合支护措施，基底采用旋喷桩、树根桩等水泥基桩材加固。
2、采用水泥基材料桩由于其强度需要在现场钻孔后再浇筑或喷射施工，强度发展需要近一个月后才能达到设计强度，在桩基施作1小时或一天后其抗拉强度很低甚至接近于0，而常膨胀性黄土隧道开挖后围岩变形速率快，在无支护固措施下，在1个小时后底部围岩隆起变形就可达到10cm以上，如采用旋喷桩、树根桩等水泥基桩材加固，在抗拉强度足够大不发生断裂的前提下是可以降低基底隆起变形的，但如前所述，由于水泥基桩材强度发展慢，浇筑施作1小时后其抗拉强度基本为0，完全无法起到加固基底围岩的作用，反而会由于围岩隆起变形而导致桩身断裂，失去其设计功能和应用价值。
3、膨胀性黄土隧道施工开挖后围岩变形速率快且变形值大，洞身喷锚支护和基底仰拱结构收敛和隆起变形大易开裂，而常规的洞身径向锚杆和基
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
3、s1、在隧道开挖前，利用基底竖向钢锚杆支护方法对膨胀性黄土隧道围岩地段支护操作；
4、s2、开挖隧道，洞身开挖采用台阶法等分部开挖方法，洞身采用喷锚支护方法；
5、s3、开挖后及时施作径向锚杆和喷射混凝土，仰拱开挖后及时施作底部锚杆；
6、s4、根据围岩情况及最大开挖跨度，在隧道底部围岩开挖后及时施作5-10根竖向钢锚杆；
7、s5、在隧道拱墙墙脚与仰拱交界处，左右各布置1根锚杆，锚杆材料和纵向间距同基底竖向钢锚杆；
8、s6、基底竖向和拱墙墙脚锚杆采用钢管，锚杆杆体采用钢材，梅花型或三角形交叉布置；
9、s7、 基底竖向和拱墙墙脚锚杆底部端进行打孔，底端为尖锥形，实现膨胀性黄土隧道的支护操作。
10、进一步优化本技术方案，所述步骤s1中的基底竖向钢锚杆支护方法适用于膨胀性黄土隧道ⅴ、ⅵ级围岩地段。
11、进一步优化本技术方案，所述步骤s5中左右各布置1根锚杆，与竖向夹角为10-20°。
12、进一步优化本技术方案，所述步骤s6中基底竖向和拱墙墙脚锚杆采用直径42-108mm壁厚4-6mm钢管，锚杆杆体采用不低于hrb400钢材，长度4-8m。
13、进一步优化本技术方案，所述步骤s6中锚杆杆体横向和纵向间距1-1.2m。
14、进一步优化本技术方案，所述步骤s7中基底竖向和拱墙墙脚锚杆底部端0.5-1.0m范围内打孔，孔径2-5mm，纵向孔间距10-15cm，环向2-3孔均匀分布。
15、进一步优化本技术方案，所述步骤s6中的锚杆杆体为锚杆钢管，且锚杆钢管的两端分别设有螺纹管。
16、进一步优化本技术方案，锚杆钢管内部设有多根钢绞线，多根钢绞线等间距环形分布，钢绞线两端分别锚固于锚杆钢管两端的螺纹管处。
17、进一步优化本技术方案，所述步骤s7中当黄土围岩含水较多时，在竖向钢锚杆注入水泥浆液或水泥-水波璃浆液，填充于隧道洞壁与黄土围岩间的间隙。
18、进一步优化本技术方案，所述步骤s7中的竖向钢锚杆底部端开设有注浆孔，且注浆孔呈均匀布设。
19、与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，具备以下有益效果：
20、1、该基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，本专利技术提出采用在膨胀性黄土隧道开挖后及时在底部施作竖向钢锚杆的支护方法，利用钢材具有较高抗拉强度且能及时发挥抗拉功能的性质，在基底施工开挖后及时施作，及时对围岩隆起变形进行有效控制，桩身不会断裂，从而可保证膨胀性黄土隧道施工和运营全寿命期的安全和可靠。
21、2、该基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，采用在膨胀性黄土隧道开挖后除在洞身采用径向锚杆支护外，同时及时在底部施作竖向钢锚杆的支护方法，利用钢材具有较高抗拉强度性质，及时对围岩隆起变形进行有效控制，桩身不会断裂，同时，基底竖向钢锚杆相较于水泥基桩，具有施工所需空间小、方便操作、工效高及施工质量易于保证的显著优点，因此，本专利技术具有显著的创新性和工程应用价值。
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1.一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤S1中的基底竖向钢锚杆支护方法适用于膨胀性黄土隧道Ⅴ、Ⅵ级围岩地段。
3.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤S5中左右各布置1根锚杆，与竖向夹角为10-20°。
4.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤S6中基底竖向和拱墙墙脚锚杆采用直径42-108mm壁厚4-6mm钢管，锚杆杆体采用不低于HRB400钢材，长度4-8m。
5.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤S6中锚杆杆体横向和纵向间距1-1.2m。
6.根据权利要1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤S7中基底竖向和拱墙墙脚锚杆底部端0.5-1.0m范围内打孔，孔径2-5mm，纵向孔间距10-15cm，
7.根据权利要1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤S6中的锚杆杆体为锚杆钢管，且锚杆钢管的两端分别设有螺纹管。
8.根据权利要7所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，锚杆钢管内部设有多根钢绞线，多根钢绞线等间距环形分布，钢绞线两端分别锚固于锚杆钢管两端的螺纹管处。
9.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤S7中当黄土围岩含水较多时，在竖向钢锚杆注入水泥浆液或水泥-水波璃浆液，填充于隧道洞壁与黄土围岩间的间隙。
10.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤S7中的竖向钢锚杆底部端开设有注浆孔，且注浆孔呈均匀布设。
...【技术特征摘要】
1.一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤s1中的基底竖向钢锚杆支护方法适用于膨胀性黄土隧道ⅴ、ⅵ级围岩地段。
3.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤s5中左右各布置1根锚杆，与竖向夹角为10-20°。
4.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤s6中基底竖向和拱墙墙脚锚杆采用直径42-108mm壁厚4-6mm钢管，锚杆杆体采用不低于hrb400钢材，长度4-8m。
5.根据权利要求1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征在于，所述步骤s6中锚杆杆体横向和纵向间距1-1.2m。
6.根据权利要1所述的一种基于底部竖向钢锚杆的膨胀性黄土隧道支护方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：张如涛，王玉锁，王成，樊艳鹏，赵永锋，云欣忠，相泽阳，张斌，龚开林，赵庆东，安博，张士朵，
申请(专利权)人：中铁三局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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