CN110017150A - 空间网壳式锚喷初期支护结构、隧道及隧道支护施工方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种空间网壳式锚喷初期支护结构、隧道及隧道支护施工方法，涉及隧道施工技术领域。空间网壳式锚喷初期支护结构包括网壳构件、喷射混凝土和多个锚杆，网壳构件与围岩可围成壳层支护空间，网壳构件包括多个连接杆件和多个连接固件，相邻两个连接杆件之间通过连接固件连接，网壳构件可沿第一预设方向延伸设置，锚杆的一端连接于连接固件，锚杆的另一端沿远离壳层支护空间的方向延伸至围岩中；喷射混凝土设置在网壳构件与围岩之间以及多个连接杆件围成的中空部分。网壳构件可在预设隧道开挖空间面上形成支护面。空间网壳式锚喷初期支护结构能够保证隧道初期支护施做及时、空间受力均匀合理、节约材料以及安全经济。

Description

空间网壳式锚喷初期支护结构、隧道及隧道支护施工方法

技术领域

本申请涉及隧道施工技术领域，具体而言，涉及一种空间网壳式锚喷初期支护结构、隧道及隧道支护施工方法。

背景技术

隧道开挖后，为控制围岩应力适量释放和变形，增加结构安全度和方便施工，隧道开挖后立即施作刚度较小并作为永久承载结构一部分的结构层，称为初期支护。隧道初期支护必须紧跟隧道开挖作业面及时施作，同时应按设计要求进行监控量测的相关作业，对位于不良地质地段的隧道，初期支护应及时封闭成环，保证施工安全。隧道工程目前普遍采用的是格栅或钢拱架加钢筋网的锚喷柔性初期支护结构。其目的在于容许围岩发生有限变形充分发挥围岩的自承能力。

现有的隧道初期支护措施主要是根据新奥法理念实施的。现有的支护措施包括：锚杆、喷射混凝土、钢拱架(格栅拱架)、钢筋网。现有的隧道初期支护措施由于施工工艺的原因不能保障初期支护及时地封闭成环，不能工厂化预制化操作，保证不了与围岩的密贴性，更不能实现环与环之间的空间受力和力的合理分布。

发明内容

本申请提供了一种空间网壳式锚喷初期支护结构、隧道及隧道支护施工方法，空间网壳式锚喷初期支护结构能够保证隧道支护施做及时、空间受力均匀合理、节约材料以及安全经济。

第一方面，提供了一种空间网壳式锚喷初期支护结构，空间网壳式锚喷初期支护结构包括网壳构件和多个锚杆；网壳构件与围岩可围成壳层支护空间，网壳构件包括多个连接杆件和多个连接固件，多个连接杆件中的相邻的两个连接杆件之间通过多个连接固件中的其中一个连接固件连接，网壳构件可沿第一预设方向延伸设置，网壳构件可在预设隧道开挖空间面上形成支护面；多个锚杆中的其中一个锚杆的一端连接于多个连接固件中的其中一个连接固件，多个锚杆中的其中一个锚杆的另一端沿远离壳层支护空间的方向延伸至围岩中。

上述技术方案，通过连接杆件和连接固件的组装连接能尽快地封闭成环承载，使得结构施工操作简单快捷，其中空间网壳式锚喷初期支护结构的承载力的大小及刚度可根据设计的连接杆件进行调节；空间网壳式锚喷初期支护结构可以根据实际需要进行径向和轴向(第一预设方向)方向的预张拉，从而形成不同长度级(隧道深度)的预应力空间网壳支护结构；由于采用连接杆件与连接固件的组装连接，空间网壳式锚喷初期支护结构允许一定的变形和位移，充分释放围岩的自支撑能力，同时具备工厂预制化生产可快速安装和可更换、快速修复的功能；空间网壳式锚喷初期支护结构充分考量了空间受力情况，节约了大量的材料，以网壳构件代替传统的钢筋网、格栅拱架及型钢拱架，大大的节约了钢材和工程成本；同时符合隧道初期支护的原则和要求，支护面可为各种不同形状，能适应各种形状(外形上可以形成多种曲面)和不同地质情况。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的实现方式中，空间网壳式锚喷初期支护结构包括多个网壳构件和多个连接件；多个网壳构件沿第二预设方向依次连续设置，多个网壳构件中的相邻两个网壳构件之间设置有多个连接件，多个连接件中的其中一个连接件的两端分别连接于相邻两个网壳构件中的相对设置的两个连接固件；多个锚杆中的其中一个锚杆的一端连接于沿第二预设方向上远离壳层支护空间的一端的多个连接固件中的其中一个连接固件。

上述技术方案，使得空间网壳式锚喷初期支护结构可由多个网壳构件形成多层空间网壳结构，从而适用于不同地质条件下的隧道施工。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在本申请的第一方面的第二种可能的实现方式中，连接杆件与锚杆分别固定连接于连接固件；连接件固定连接于连接固件。

上述技术方案，通过固定连接的方式分别连接锚杆与连接固件、连接杆件与连接固件，以及连接件与连接固件，能够快速进行空间网壳式锚喷初期支护结构的组装。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在本申请的第一方面的第三种可能的实现方式中，连接固件为焊接球，连接杆件和连接件为钢管。

上述技术方案，其中连接固件为焊接球，连接杆件和连接件为钢管，这两种材料为常用工程材料，便于大量批制生产，从而降低生产成本。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在本申请的第一方面的第四种可能的实现方式中，连接杆件与锚杆分别可拆卸地连接于连接固件；连接件可拆卸地连接于连接固件。

上述技术方案，通过可拆卸连接的方式分别连接锚杆与连接固件、连接杆件与连接固件，以及连接件与连接固件，具有分块组装、分块拆除和易修复特性且能适应各种断面结构形式(单线、双线、交叉部位)，大大增加了空间网壳式锚喷初期支护结构的实用性和适用性。

结合第一方面的第四种可能的实现方式，在本申请的第一方面的第五种可能的实现方式中，连接固件为螺栓球，连接杆件和连接件为钢管。

上述技术方案，其中连接固件为螺栓球，连接杆件和连接件为钢管，这两种材料为常用工程材料，便于大量批制生产，从而降低生产成本。

结合第一方面，在本申请的第一方面的第六种可能的实现方式中，支护面为圆形、三心圆或多心圆中的一种。

上述技术方案，支护面可以为多种形状，应用范围更广，使得网壳构件在外形上可以形成多种曲面。合理的曲面可以使结构受力均匀，结构具有一定的刚度，结构变形可控，稳定性高，节省材料。

第二方面，提供了一种隧道，隧道包括第一方面或第一方面的任意一种可能的实现方式中的空间网壳式锚喷初期支护结构；隧道还包括喷射混凝土、模筑混凝土和复合防水层；喷射混凝土设置于网壳构件与围岩之间，并设置在多个连接杆件围成的中空部分，模筑混凝土设置于壳层支护空间内并紧贴于复合防水层，复合防水层设置于喷射混凝土与模筑混凝土之间。

上述技术方案，隧道采用空间网壳式锚喷初期支护结构，使得空间网壳式锚喷初期支护结构与围岩形成统一的受力整体，共同承担因开挖隧道所产生的围岩释放应力，从而提高隧道的抗震能力和受荷能力。

结合第二方面，在本申请的第二方面的第一种可能的实现方式中，隧道还包括超前支护结构；超前支护结构远离空间网壳式锚喷初期支护结构并环向设置于围岩内；复合防水层包括防水混凝土、防水胶剂或防水卷材中的任一种，复合防水层与喷射混凝土密贴。

上述技术方案，超前支护结构用于软质破碎围岩，防止开挖扰动引发的围岩变形，进而防止隧道塌方。复合防水层用于防水处理，复合防水层可根据实际需求选用防水混凝土、防水胶剂或防水卷材中的一种，便于实际施工。

第三方面，提供了一种隧道支护施工方法，隧道支护施工方法基于第二方面或第二方面的任意一种可能的实现方式中的隧道。隧道支护施工方法包括以下步骤：对岩层进行裸洞开挖；进行锚杆支护；进行空间网壳式锚喷初期支护结构的搭建，将锚杆的端头作为网壳构件的空间连接点，沿第一预设方向连接连接杆件，形成初期支护；对空间网壳式锚喷初期支护结构进行喷射混凝土的喷射，形成喷射混凝土支护；仰拱开挖以及修筑仰拱；进行复合防水层的布置；灌注模筑混凝土，形成永久支护。

上述技术方案，隧道支护施工方法采用复合式隧道衬砌形成，保障初期支护封闭成环以及与围岩的密贴性，实现环与环之间的空间受力和力的合理分布；使初期支护与二次支护相互配合，协调一致的工作；沿隧道轴向边开挖、边支护，不间断延伸和连接，真正做到全隧无差别拼接；能应用于一般地质段、断层破碎带及软质地质段等复杂地质情况的使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一个可选实施例中空间网壳式锚喷初期支护结构在第一视角下的结构示意图；

图2为本申请一个可选实施例中空间网壳式锚喷初期支护结构在第二视角下的结构示意图；

图3为本申请可选实施例中网壳构件在第一视角下的结构示意图；

图4为本申请可选实施例中网壳构件在第二视角下的结构示意图；

图5为本申请一个可选实施例中连接固件的结构示意图；

图6为本申请另一个可选实施例中连接固件的结构示意图；

图7为本申请另一个可选实施例中空间网壳式锚喷初期支护结构的结构示意图；

图8为本申请可选实施例中隧道的结构示意图。

图标：10-空间网壳式锚喷初期支护结构；10a-空间网壳式锚喷初期支护结构；20-隧道；100-网壳构件；100a-网壳构件；102-壳层支护空间；104-支护面；110-连接杆件；120-连接固件；120a-连接固件；121-钢球；122-封板；123-套筒；124-锥头；125-螺栓；126-销钉；200-锚杆；300-连接件；400-喷射混凝土；500-模筑混凝土；600-复合防水层；700-超前支护结构；710-管棚；800-围岩。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

按新奥法的理念，隧道支护结构要薄而具有柔性，并与周围岩石密贴，使因产生弯矩而破坏的可能性达到最小；设计施工中要正确估计周围岩石特性及其随时间的变化，以便采取最合适的支护措施和支护时间。具体要求是：初期支护必须与周围岩石大面积的牢固接触，即保证支护-周围岩石作为一个统一的支护体系而共同工作；重视初期支护的作用，并使初期支护与二次支护相互配合，协调一致的工作；要允许周围岩石及支护结构产生有限的变形，以允许发挥周围岩石的承载作用而减少支护结构的受力，为此要求对支护结构的刚度、构造给予充分的注意；必须保证支护结构及时施作，如支护施作过晚，会使周围岩石暴露时间过长，产生过渡的位移而濒临破坏，所以应在隧道周围岩石达到极限平衡之前发挥其承载作用；对于破碎软弱岩体还要求常要早支护、早封闭，设仰拱、加强支护对于塑性流变岩体：支护施作宜“先柔后刚”，设置仰拱，形成全封闭环。

基于以上要求，本申请的一个可选实施例提供了一种空间网壳式锚喷初期支护结构10，空间网壳式锚喷初期支护结构10能够达到初期支护施做及时、空间受力均匀合理、节约材料和安全经济的目的。

请参考图1-图2，图1示出了本申请的一个可选实施例提供的空间网壳式锚喷初期支护结构10在第一视角下的具体结构，图2示出了本申请的一个可选实施例提供的空间网壳式锚喷初期支护结构10在第二视角下的具体结构。

空间网壳式锚喷初期支护结构10用于对开挖隧道20(请参考图8所示)进行衬砌，为了描述方便，定义隧道20的轴向方向(即隧道20的开挖深度方向)为第一预设方向，如图一所示；定义垂直于第一预设方向的平面为预设隧道开挖空间面，如图2所示；第一隧道20的径向方向为第二预设方向，如图7所示。

空间网壳式锚喷初期支护结构10包括一个网壳构件100和多个锚杆200，网壳构件100包括多个连接杆件110和多个连接固件120。网壳构件100与地面可围成壳层支护空间102(请参考图4所示)，壳层支护空间102用以供施工人员进行隧道20深度的开挖，使得网壳构件100沿第一预设方向延伸。网壳构件100可在预设隧道开挖空间面上形成支护面104(请参考图4所示)，支护面104的形状为十二心圆(近似十二边形)。网壳构件100可以根据实际需要进行第一预设方向的预张拉，使得空间网壳式锚喷初期支护结构10沿第一预设方向边开挖边支护，不间断地延伸和连接，做到全隧道无差别拼接，从而形成不同长度级(隧道20深度)的预应力空间网壳支护结构。

需要说明的是，本申请实施例并不限定支护面104的具体形状，在其他一些可选实施例中，支护面104也可以是圆形、三心圆或其他多心圆。支护面104的多种形状设定，使得网壳构件100应用范围更广，在外形上可以形成多种曲面，合理的曲面可以使结构受力均匀，结构具有一定的刚度，结构变形可控，稳定性高，节省材料。

请参考图3－图4，图3示出了本申请可选实施例提供的网壳构件100在第一视角下的具体结构，图4示出了本申请可选实施例提供的网壳构件100在第二视角下的具体结构。

网壳构件100是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以连接杆件110为基础，按一定规律组成网格，并按壳体结构布置的空间构架，兼具杆系和壳体的性质。网壳构件100的传力特点主要是通过网壳构件100壳内的第一预设方向以及第二预设方向两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。网壳构件100中的处于其两端的每个预设隧道开挖空间面上的连接固件120数量为十二个，每个连接固件120分别可拆卸地连接四个连接杆件110；网壳构件100中的处于其两端以外的每个预设隧道开挖空间面上的连接固件120数量为十二个，每个连接固件120分别可拆卸地连接六个连接杆件110；其中每一个连接杆件110的两端分别可拆卸地连接于一个连接固件120。连接固件120为螺栓球，连接杆件110为钢管，这两种材料为常用工程材料，便于大量批制生产，从而降低生产成本。

请同时参考图5，图5示出了本申请一个可选实施例提供的连接固件120的具体结构。

连接固件120包括钢球121、高强度的螺栓125、套筒123、封板122、锥头124和销钉126，钢球121在球面上均匀间隔开设有四个或者六个螺纹孔(用于放置在网壳构件100两端以外的预设隧道开挖空间面上的钢球121开设六个螺纹孔，用于放置在网壳构件100两端的预设隧道开挖空间面上的钢球121开设四个螺纹孔)。先将螺栓125分别穿过锥头124的圆孔以及封板122的圆孔，再将封板122的一端以及锥头124的大直径端分别与连接杆件110的一端以及锚杆200的一端焊接，使得螺栓125的螺帽置于连接杆件110或锚杆200的内部；在伸出锥头124或封板122的螺栓125上套有长形六角套筒123(或称长形六角无纹螺母)，并以销钉126(或者紧固螺钉)将螺栓125与套筒123连在一起，拼装时直接拧动长形六角套筒123，通过销钉126(或紧固螺钉)带动螺栓125转动，从而使螺栓125旋入钢球121球体上的螺纹孔内，直至螺栓125头与封板122或锥头124贴紧为止，螺栓125顺畅地穿入螺纹孔内，其穿入方向一致，并且分两次拧紧，各汇交于一个钢球121的连接杆件110均按此连接后即形成节点，螺栓125拧紧程度靠销钉126来控制。采用螺栓球形式的连接固件120的节点根据连接杆件110受力不同(受拉或受压)，传力路线和零件作用也不同。当连接杆件110受拉时，其传力路线为：拉力→连接杆件110→锥头124或封板122→螺栓125→连接固件120；当杆件受压时，其传力路线为：压力→连接杆件110→锥头124或封板122→套筒123→连接固件120。通过可拆卸连接的方式分别连接锚杆200与连接固件120、连接杆件110与连接固件120，具有分块组装、分块拆除和易修复特性且能适应各种断面结构形式(单线、双线、交叉部位)，不产生附加的节点偏心，避免大量的现场焊接工作量，运输和安装方便，大大增加了空间网壳式锚喷初期支护结构10的实用性和适用性。

需要说明的是，本申请并不限定连接固件120与连接杆件110连接的具体形式，在其他一些可选实施例中，也可以采用固定连接的方式，比如选用焊接球结构的连接固件120a，连接杆件110与连接固件120a采用焊接的形式实现固定连接，如图6所示。通过焊接的方式能够快速进行空间网壳式锚喷初期支护结构10的组装，焊接球为常用工程材料，便于大量批制生产，从而降低生产成本。

多个锚杆200中的其中一个锚杆200的一端通过上述方式连接于多个连接固件120中的其中一个连接固件120，多个锚杆200中的其中一个锚杆200的另一端沿远离壳层支护空间102的方向延伸，使得空间网壳式锚喷初期支护结构10兼有杆件结构和薄壳结构的主要特性，受力合理，可以跨越较大的跨度。通过连接杆件110和连接固件120的组装连接能尽快地封闭成环承载，使得空间网壳式锚喷初期支护结构10施工操作简单快捷，其中空间网壳式锚喷初期支护结构10的承载力的大小及刚度可根据设计的连接杆件110进行调节；由于采用连接杆件110与连接固件120的组装连接，空间网壳式锚喷初期支护结构10允许一定的变形和位移，充分释放围岩800的自支撑能力，同时具备工厂预制化生产可快速安装和可更换、快速修复的功能；空间网壳式锚喷初期支护结构10充分考量了空间受力情况，可以用小的构件组成很大的空间，而且构件单一，节约了大量的材料，以网壳构件100代替传统的钢筋网、格栅拱架及型钢拱架，大大的节约了钢材和工程成本；同时符合隧道20初期支护的原则和要求，支护面104可为各种不同形状，能适应各种形状(外形上可以形成多种曲面)和不同地质情况；并且计算方便，适用于多种计算机类型的各种语言计算软件，为空间网壳式锚喷初期支护结构10的计算、设计和应用创造了有利条件。

本申请的另一个可选实施例提供了一种空间网壳式锚喷初期支护结构10a，请参考图7，空间网壳式锚喷初期支护结构10a包括两个网壳构件100a、多个连接件300和多个锚杆200，其中连接件300为钢管。两个网壳构件100a沿第二预设方向连续设置，两个网壳构件100a之间设置有多个连接件300，多个连接件300中的其中一个连接件300的两端分别固定连接于两个网壳构件100a中的相对设置的两个连接固件120a；锚杆200的一端固定连接于沿第二预设方向上处于外层的连接固件120a。空间网壳式锚喷初期支护结构10a形成两层空间网壳结构，从而适用于不良地质段及影响段(断层破碎带及断层错动影响段、基覆面及影响段)的隧道施工。

需要说明的是，本申请实施例并不限定空间网壳式锚喷初期支护结构10a中的网壳构件100a的形式和数量，在其他一些可选实施例中，也可以采用三个或其他数目的网壳构件100a沿第二预设方向依次连续设置；或者采用网壳构件100(请参考图3所示)进行连续设置，此时采用连接固件120，使得连接件300与多个网壳构件100之间以及锚杆200与最外层的网壳构件100之间采用可拆卸连接的方式连接。

需要说明的是，本申请也不限定连接杆件110和连接件300的具体形式，在其他一些可选实施例中，连接杆件110和连接件300除了可以采用钢管外，具体材质也可以按需求设置，例如，可以选用型钢、薄壁管材、合金材料、塑料中的任意一种。

本申请实施例提供的空间网壳式锚喷初期支护结构10(空间网壳式锚喷初期支护结构10a)利用传统锚喷支护和传统喷射混凝土支护的优点，充分发挥锚杆200的支撑作用；充分利用了网壳构件100(网壳构件100a)的空间承载和多向传力，经济性好，整体刚度大，抗震性能好；若其中一个连接杆件110局部失效，内力可重新调整，整个结构一般并不会失效，具有较高的安全储备和可更换和可维修性；革新地废除了格栅拱架和钢筋网的使用，能有效地节约材料；能适应各种形状，并且充分的发挥连接杆件110的拉压能力，能提高隧道初期支护的抗震能力和受荷能力；网壳构件100(网壳构件100a)组合有规律，大量连接固件120(连接固件120a)节点和连接杆件110的形状、尺寸相同，并且连接固件120(连接固件120a)节点和连接杆件110规格较少，便于生产，产品质量高，现场拼装容易，保证了结构质量和生产效率；能适应各类地质情况和各种复杂结构形式；将封闭承载，空间受力真正的引入到了隧道初期支护中，是对现有支护体系的一次革新，所提出结构及支护理念具有重大意义和实用价值。

此外，本申请的一个可选实施例还提供了一种隧道20，请参考图8。隧道20包括超前支护结构700、空间网壳式锚喷初期支护结构10、喷射混凝土400、模筑混凝土500和复合防水层600，超前支护结构700包括多个管棚710。

多个管棚710远离空间网壳式锚喷初期支护结构10，环向设置于围岩800内并且设置在锚杆200之间，喷射混凝土400设置于网壳构件100(图中未示出，请参考图4所示)与围岩800之间，并设置在多个连接杆件110(图中未示出，请参考图3所示)的中空部分，模筑混凝土500设置于壳层支护空间102(图中未标出，请参考图1所示)内并紧贴于复合防水层600，复合防水层600设置于喷射混凝土400与模筑混凝土500之间，复合防水层600包括防水混凝土、防水胶剂或防水卷材中的任一种，复合防水层600与喷射混凝土400密贴。隧道20采用空间网壳式锚喷初期支护结构10，使得空间网壳式锚喷初期支护结构10与围岩800形成统一的受力整体，共同承担因开挖隧道20所产生的围岩800释放应力，从而提高隧道20的抗震能力和受荷能力。超前支护结构700用于软质破碎围岩800，防止开挖扰动引发的围岩800变形，进而防止隧道20塌方。复合防水层600用于防水处理，复合防水层600可根据实际需求选用防水混凝土、防水胶剂或防水卷材中的一种，便于实际施工。

需要说明的是，本申请实施例中隧道20也可以根据具体地层情况采用空间网壳式锚喷初期支护结构10a。

需要说明的是，本申请实施例中的隧道20在岩层质量较高时，也可以不采用超前支护结构700。

另外，本申请实施例提供了一种隧道支护施工方法，隧道支护施工方法适用于隧道20的开挖。请参考图3和图8，隧道支护施工方法包括以下步骤：

先进行初次支护，一、对岩层进行裸洞开挖；二、进行锚杆支护；三、进行空间网壳式锚喷初期支护结构10的搭建，将锚杆200的端头作为网壳构件100的空间连接点，沿第一预设方向连接连接固件120，形成初期支护；四、对空间网壳式锚喷初期支护结构10进行喷射混凝土400的喷射，形成喷射混凝土400支护；五、仰拱开挖以及修筑仰拱。上述各项作业中，一至四是每天进行的，五是一周进行一次。

再进行二次衬砌，该项作业迟于初次支护四个月左右开始；一、进行复合防水层600的布置；二、灌注厚度为30厘米左右的模筑混凝土500，形成永久支护。

在施工中要不断地改变开挖循环、衬砌时间、仰拱闭合时间等，以使岩体与空间网壳式锚喷初期支护结构10成为一个体系来保证隧道20的稳定。隧道20支护施工方法采用复合式隧道衬砌形成，保障初期支护封闭成环以及与围岩800的密贴性，实现环与环之间的空间受力和力的合理分布；使初期支护与二次支护相互配合，协调一致的工作；沿隧道20轴向边开挖、边支护，不间断延伸和连接，真正做到全隧道无差别拼接；能应用于一般地质段、断层破碎带及软质地质段等复杂地质情况的使用。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种空间网壳式锚喷初期支护结构，其特征在于，包括：

网壳构件，所述网壳构件与围岩可围成壳层支护空间，所述网壳构件包括多个连接杆件和多个连接固件，多个所述连接杆件中的相邻的两个连接杆件之间通过多个所述连接固件中的其中一个连接固件连接，所述网壳构件可沿第一预设方向延伸设置；以及

多个锚杆，多个所述锚杆中的其中一个锚杆的一端连接于多个所述连接固件中的其中一个连接固件，多个所述锚杆中的其中一个锚杆的另一端沿远离所述壳层支护空间的方向延伸至所述围岩中；

所述网壳构件可在预设隧道开挖空间面上形成支护面。

2.根据权利要求1所述的空间网壳式锚喷初期支护结构，其特征在于：

包括多个网壳构件和多个连接件；

多个所述网壳构件沿第二预设方向依次连续设置，多个所述网壳构件中的相邻两个网壳构件之间设置有多个所述连接件，多个所述连接件中的其中一个连接件的两端分别连接于所述相邻两个网壳构件中的相对设置的两个连接固件；

多个所述锚杆中的其中一个锚杆的一端连接于沿所述第二预设方向上远离所述壳层支护空间的一端的多个所述连接固件中的其中一个连接固件。

3.根据权利要求2所述的空间网壳式锚喷初期支护结构，其特征在于：

所述连接杆件与所述锚杆分别固定连接于所述连接固件；

所述连接件固定连接于所述连接固件。

4.根据权利要求3所述的空间网壳式锚喷初期支护结构，其特征在于：

所述连接固件为焊接球，所述连接杆件和所述连接件均为钢管。

5.根据权利要求2所述的空间网壳式锚喷初期支护结构，其特征在于：

所述连接杆件与所述锚杆分别可拆卸地连接于所述连接固件；

所述连接件可拆卸地连接于所述连接固件。

6.根据权利要求5所述的空间网壳式锚喷初期支护结构，其特征在于：

所述连接固件为螺栓球，所述连接杆件和所述连接件均为钢管。

7.根据权利要求1所述的空间网壳式锚喷初期支护结构，其特征在于：

所述支护面为圆形、三心圆或多心圆中的一种。

8.一种隧道，其特征在于：

所述隧道具有权利要求1-7中任一项所述的空间网壳式锚喷初期支护结构；

所述隧道还包括喷射混凝土、模筑混凝土和复合防水层；

所述喷射混凝土设置于所述网壳构件与所述围岩之间，并设置在多个所述连接杆件围成的中空部分；

所述模筑混凝土设置于所述壳层支护空间内，并紧贴于所述复合防水层；

所述复合防水层设置于所述喷射混凝土与所述模筑混凝土之间。

9.根据权利要求8所述的隧道，其特征在于：

所述隧道还包括超前支护结构；

所述超前支护结构远离所述空间网壳式锚喷初期支护结构并环向设置于所述围岩内；

所述复合防水层包括防水混凝土、防水胶剂或防水卷材中的任一种，所述复合防水层与所述喷射混凝土密贴。

10.一种隧道支护施工方法，其特征在于：

所述隧道支护施工方法基于权利要求8-9中任一项所述的隧道，包括以下步骤：

对岩层进行裸洞开挖；

进行锚杆支护；

进行所述空间网壳式锚喷初期支护结构的搭建，将所述锚杆的端头作为所述网壳构件的空间连接点，沿所述第一预设方向连接所述连接杆件，形成初期支护；

对所述空间网壳式锚喷初期支护结构进行所述喷射混凝土的喷射，形成喷射混凝土支护；

仰拱开挖以及修筑仰拱；

进行所述复合防水层的布置；

灌注所述模筑混凝土，形成永久支护。