[发明专利]超大跨度隧道喦字形支护结构及其开挖工法

权利要求书

1.一种超大跨度隧道喦字形支护结构，其特征在于，包括：

第一混凝土层，其覆盖所述隧道内壁；

格栅钢架，其贴近所述第一混凝土层设置；

第一锚杆，其一端固定连接所述格栅钢架，另一端延伸至隧道围岩内；

第二锚杆，其一端固定连接所述格栅钢架，另一端延伸至隧道围岩内；

预应力锚索，其一端固定连接所述格栅钢架，另一端延伸至隧道围岩内；

第二混凝土层，其通过在所述格栅钢架上喷射混凝土形成，用于覆盖所述格栅钢架；

钢筋网，其覆盖在所述第二混凝土层上；

锁脚锚管，其一端固定于所述第二混凝土层内，另一端延伸至隧道围岩内；

以及第三混凝土层，其通过在所述第二混凝土层、钢筋网上喷射混凝土形成，用于覆盖所述钢筋网，以及第一锚杆、第二锚杆、预应力锚索固定连接所述格栅钢架的一端；

其中，所述格栅钢架包括：靠近围岩的内钢架件、连接件以及通过连接件与所述内钢架件连接的外钢架件；所述内钢架件与外钢架件均包括：平行设置的两支撑件以及设置于两支撑件之间的填充件，相邻两填充件的结构不同。

2.如权利要求1所述的支护结构，其特征在于，所述第一混凝土层厚5cm。

3.如权利要求1所述的支护结构，其特征在于，所述第一锚杆为药卷锚杆，所述第二锚杆为预应力锚杆。

4.如权利要求1所述的支护结构，其特征在于，所述填充件包括：“∞”型件和/或“X”型件和/或“Z”型件。

5.一种超大跨度隧道喦字形开挖工法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、将待开挖的隧道从上至下依次划分为上部、中部、下部，从左至右依次划分为左部、中部、右部，由此将待开挖的隧道划分为左上部、左中部、左下部、中上部、中中部、中下部、右上部、右中部、右下部；

S2、开挖所述中上部，并在所述中上部处的内壁初喷混凝土以形成该部分的第一混凝土层，同时靠近该部分的第一混凝土层设置与该部分对应的格栅钢架；在所述中上部处对应的格栅钢架上喷射混凝土形成用于覆盖该部分格栅钢架的第二混凝土层，并在该部分的第二混凝土层上覆盖钢筋网；施做所述中上部处对应的第一锚杆、第二锚杆以及预应力锚索，张拉至设计拉力，并在张拉应力稳定后通过所述第二锚杆以及预应力锚索对围岩进行注浆；在所述中上部处对应的第二混凝土层、钢筋网上喷射混凝土形成所述中上部处对应的第三混凝土层，用于覆盖所述中上部处对应的钢筋网，以及与所述中上部处对应的第一锚杆、第二锚杆、预应力锚索固定连接所述格栅钢架的一端；

S3、开挖所述左上部，并在所述左上部处的内壁初喷混凝土以形成该部分的第一混凝土层，同时靠近该部分的第一混凝土层设置与该部分对应的格栅钢架；在所述左上部处对应的格栅钢架上喷射混凝土形成用于覆盖该部分格栅钢架的第二混凝土层，并在该部分的第二混凝土层上覆盖钢筋网；施做所述左上部处对应的第一锚杆；滞后所述左上部掌子面30m处施做与所述左上部处对应的第二锚杆以及预应力锚索，张拉至设计拉力，并在张拉应力稳定后通过所述第二锚杆以及预应力锚索对围岩进行注浆；在所述左上部处对应的第二混凝土层、钢筋网上喷射混凝土形成所述左上部处对应的第三混凝土层，用于覆盖所述左上部处对应的钢筋网，以及与所述左上部处对应的第一锚杆、第二锚杆、预应力锚索固定连接所述格栅钢架的一端；

S4、重复步骤S3，以完成右上部、左中部、右中部、左下部以及右下部对应的第一混凝土层、格栅钢架、第二混凝土层上、钢筋网、第一锚杆、第二锚杆、预应力锚索以及第三混凝土层的设置；

S5、依次开挖所述中中部以及中下部；

以及S6、开挖仰拱，并完成对所述仰拱以及边墙的衬砌浇筑。

6.如权利要求5所述的开挖工法，其特征在于，步骤S2中，在开挖所述中上部后，在所述中上部内设置用于支撑所述格栅钢架的竖向支撑，在所述中上部边墙施做钢筋肋以及玻璃纤维锚杆，且所述玻璃纤维锚杆一端连接所述钢筋肋，一端伸入所述中上部的边墙。