一种浅埋软岩隧洞联合支护结构技术领域
本实用新型涉及一种浅埋软岩隧洞联合支护结构。适用于浅埋隧洞工程。
背景技术
近年来，在我国的水工、道路及矿山建设中，越来越多地涉及到软岩隧洞
工程问题。软岩的基本特征是强度低，孔隙率高，容重小，渗水、吸水性好，
易风化，易崩解，变形量大，变形时间长，造成隧洞在建设过程中，断面缩小、
基脚下沉、拱顶上抬、拱腰开裂、底板鼓起等。变形初期不仅变形的绝对值很
大，而且位移速度也很大，如不加控制或控制不及时，就会造成不可预计的后
果。
在早期阶段，由于缺少有效的支护手段，对于软岩隧洞变形控制的普遍做
法是反复扩挖，反复支护直至成型。但这种做法的最大问题是需要拆除已经承
载的支护构件和对围岩的多次扰动。随着对软岩变形机理认识的增加，开始通
过在开挖过程中预留部分变形量、对围岩超前或者加强支护的方法来保证隧洞
尺寸和围岩稳定。这些方法对于解决围岩大变形起到了一定的作用，但在具体
实施过程中，由于实际变形量难以控制、支护施工工序繁琐等原因，影响了上
述方法在实际工程中的应用效果。
当浅埋软岩隧洞开挖时，为了保证隧洞的稳定，必须减少围岩的变形量，
其中超前支护是控制软岩变形最行之有效的方法之一，不但能够极大地限制围
岩变形，而且能够增加支护作用时间，提供隧洞的稳定性。但是，由于工程施
工条件的限制，超前支护的施加时机受到严重的影响，大部分的隧洞的超前支
护并没有在开挖后立即发挥作用，甚至在超前支护安装过程中对围岩造成了扰
动。因此，在软岩隧洞超前支护受到众多因素的限制，效果并不明显。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种浅埋软岩隧洞联合支护结构，
旨在最大程度地限制围岩变形，增加支护作用时间，保障隧洞的稳定性。
本实用新型所采用的技术方案是：浅埋软岩隧洞联合支护结构，地表下面
具有拟开挖隧洞，其特征在于在拟开挖隧洞开挖面前方一倍洞径范围内通过锚
筋桩钻孔安装锚筋桩并在钻孔内灌浆，所述锚筋桩一端露出地表、另一端穿过
软岩并超过隧洞开挖轮廓线20～30cm，对于露出地表的锚筋桩在其端部焊接锚
垫板并施做保护墩，对于隧洞开挖后穿出隧洞开挖轮廓线的锚筋桩在其端部通
过通长的槽钢与隧洞后期支护结构连为一体。
所述锚筋桩钻孔的成孔直径≥120mm。
本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种浅埋软岩隧洞联合承载
结构，利用地面空间最大程度地加深围岩支护深度，依靠锚筋桩与隧洞开挖后
安装的支护组成的联合承载结构，形成新的岩梁，改善了围岩应力状态，加强
围岩的整体性，提供围岩抗变形能力。同时，克服了传统超前支护滞后于围岩
变形和对围岩的二次扰动，最大程度地保证了隧洞的稳定性。
附图说明
图1是本实用新型隧洞开挖前的断面示意图。
图2是本实用新型隧洞开挖后的断面示意图。
图3是本实用新型沿掘进方向的纵剖示意图。
具体实施方式
本实施例的联合支护结构应用于浅埋软岩隧洞，拟开挖隧洞2一般位于地
表1以下，在拟开挖隧洞2开挖面前方一倍洞径范围内通过锚筋桩钻孔安装锚
筋桩3并在钻孔内灌浆，该锚筋桩钻孔的成孔直径不小于120mm。所述锚筋桩3
一端露出地表1、另一端穿过软岩并超过隧洞开挖轮廓线2－120～30cm。对于
露出地表1的锚筋桩3在其端部焊接锚垫板并施做保护墩5；对于隧洞开挖后穿
出隧洞开挖轮廓线2－1的锚筋桩3在其端部用通长的槽钢6与隧洞后期支护结
构4连为一体。
本实用新型的施工步骤如下：
1、如图1所示，在拟开挖隧洞2开挖面的前方一倍洞径范围内，布置锚筋
桩钻孔，成孔直径不小于120mm，所述钻孔要超过拟开挖隧洞的开挖轮廓线2－
1的20～30cm，以方便与后期支护连为一体；
2、在锚筋桩钻孔中安装锚筋桩3，并进行灌浆处理，利用压力将浆液通过
钻孔注入岩土孔隙中，阻断渗水通道，改善其物理力学性能，提高围岩强度；
3、由于在地表1进行锚筋桩3施工，不受隧洞内工作面尺寸的限制，可以
最大深度地加固围岩，并与开挖后安装的支护形成联合承载结构；
4、如图2、图3所示，对于在地表1的锚筋桩3端部需要进行专门处理，
首先要焊接锚垫板，其次是施做保护墩5，对露出地面的部分进行封闭保护；
对于在隧洞内出露的端部要通过通长的槽钢6与隧洞后期支护结构4连为
一体，这样不仅能够将松弛的围岩悬吊，而且能够使相邻的支护作用力相互叠
加，形成加强带，保证支护区域相互叠加相互作用，提高支护系统的整体性。
本实用新型通过组合形成一个新岩梁，新的岩梁厚度、刚度、抗剪强度将
明显增加，大大改善了隧洞的受力条件，同时也抑制了围岩的变形。