CN208563378U - 一种抵抗错动带剪切变形的支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种抵抗错动带剪切变形的支护结构，包括承载体和衬砌，承载体包括泡沫混凝土填充层、普通混凝土喷层以及锚杆；其中，泡沫混凝土填充层设于开挖断面的最外层，普通混凝土喷层设于泡沫混凝土填充层和衬砌之间；锚杆穿过普通混凝土喷层和泡沫混凝土填充层插入错动带中并与该错动带滑动方向呈夹角设置。本实用新型的技术方案中泡沫混凝土的形变能力能够有效地抵抗错动带滑移带来的变形，并辅之以刚性锚杆的穿插对错动带副作用的阻碍，从而提高支护结构的整体承载能力和变形能力，减小衬砌结构承受的荷载，可以同时对围岩和衬砌起到保护作用，保证了结构安全性。

Description

一种抵抗错动带剪切变形的支护结构

技术领域

本实用新型涉及地下工程中围岩的支护结构，尤其是受错动带剪切力影响的围岩的支护结构。

背景技术

错动带是指坚硬岩层中所夹有的结构疏松、粒间连接弱的完全泥化的夹层，是历史的区域性构造运动顺着层状岩体中若干彼此平行的弱层在剪切作用留下的一组厚薄不一、间距不等的永久变形痕迹。由于其分布广泛，且从尺寸上讲远远大于岩体工程结构物尺寸，因此，岩体工程结构物遭遇层间错动带的机会相对较多，是影响地下工程围岩稳定的主要地质构造。例如白鹤滩水电站地下厂房的错动带是发育于各岩流层顶部凝灰岩层中的缓倾角、贯穿性的错动构造。

由于错动带倾角较缓，性状较差，因此在地下水作用下易形成泥化带，将直接影响地下工程的稳定，往往构成控制性结构面。当错动带出露于地下工程边墙及顶拱部位时，可构成块体体滑面，对洞室稳定不利。其次，错动带变形模量较小，地下工程开挖后，易产生一定程度的塑性变形和剪切变形。另外，错动带多为中等透水，在高水头作用下，不仅存在渗漏问题，且易产生渗透变形，加剧错动带变形。在这些破坏中，有相当一部分属剪切滑移破坏，即错动带穿切岩体，与临空面呈较大角度相交，其产状与临空面构成了不利组合，在外荷载作用下，上部岩层沿层间错动带滑移，致使上、下岩层产生较大的相对错位，进而造成岩体的整体失稳破坏。

由于错动带较低的强度，以及结构面原生的滑动，使得错动带对地下工程围岩稳定有较大的影响，因此，必须对错动带影响区域进行处理。目前常用的技术手段往往包括预应力锚杆、预应力锚索的设置以抑制错动带的滑移和张开，或是在洞室之间开挖抗剪置换洞。然而这些技术方案虽然能够有效抵抗错动带变形，但主要保护对象为围岩而难以对衬砌起到保护作用。对于衬砌而言，由于其本身也属于刚性体，很难有效抵抗错动带的剪切变形作用，尤其是在高应力环境下，围岩的变形将持续数年的时间，对衬砌结构产生极大的作用力，导致衬砌结构产生开裂、错动等，并且影响整个结构的安全性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种不仅能够保护围岩抵抗错动带带来的形变也能减小衬砌承受荷载的围岩支护结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种抵抗错动带剪切变形的支护结构，包括承载体和衬砌，承载体包括泡沫混凝土填充层、普通混凝土喷层以及锚杆；其中，泡沫混凝土填充层设于开挖断面的最外层，普通混凝土喷层设于泡沫混凝土填充层和衬砌之间；锚杆穿过普通混凝土喷层和泡沫混凝土填充层插入错动带中并与该错动带滑动方向呈夹角设置。

进一步的，泡沫混凝土填充层的厚度为0.5～1m。

进一步的，普通混凝土喷层的厚度为20～30cm。

进一步的，普通混凝土喷层中掺杂有增强纤维。

进一步的，增强纤维为钢纤维或仿钢纤维。

本实用新型的技术方案相比现有技术在围岩和衬砌之间增设了承载体，其中泡沫混凝土的形变能力能够有效地抵抗错动带滑移带来的变形，并辅之以刚性锚杆的穿插对错动带副作用的阻碍，从而提高支护结构的整体承载能力和变形能力，减小衬砌结构承受的荷载，可以同时对围岩和衬砌起到保护作用，保证了结构安全性。并且，结构稳固的刚性衬砌也能够进一步对围岩的结构加以稳固，实现整个地下工程的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的断面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

参照附图。本实用新型设有泡沫混凝土填充层1、普通混凝土喷层2、锚杆3以及衬砌4。其中，泡沫混凝土填充层1设于开挖断面的最外层，即围岩的内壁表面。泡沫混凝土填充层1的厚度为0.5～1m。特别的，在错动带5影响区域可以适当增加泡沫混凝土填充层1厚度，为错动剪切变形预留出足够的压缩空间。

在泡沫混凝土填充层1施工完成后，进行普通混凝土喷层2施工。一般以素混凝土为主，工程断面较大时，可以添加钢纤维或者仿钢纤维，以增加普通混凝土喷层2的整体刚度和粘结能力，厚度一般为20~30cm。

普通混凝土喷层2施工完成后，进行锚杆3施工。锚杆3长度要求穿过普通混凝土喷层2和泡沫混凝土填充层1，从而形成一个完整的承载体，并尽量与错动带5大角度相交，从而有效地抵制错动带5的剪切变形。

最后，进行衬砌4结构施工。如果有条件一般需要滞后0.5~1年，让围岩和错动带5进一步释放变形，减小施加在衬砌4结构上的荷载，从而提高衬砌4的结构稳定性。

应当指出，上述描述了本实用新型的实施例。然而，本领域技术的技术人员应该理解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型范围的前提下本实用新型还会有多种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (5)

1.一种抵抗错动带剪切变形的支护结构，其特征在于包括承载体和衬砌，所述承载体包括泡沫混凝土填充层、普通混凝土喷层以及锚杆；其中，所述泡沫混凝土填充层设于开挖断面的最外层，所述普通混凝土喷层设于所述泡沫混凝土填充层和所述衬砌之间；所述锚杆穿过所述普通混凝土喷层和所述泡沫混凝土填充层插入错动带中并与该错动带滑动方向呈夹角设置。

2.如权利要求1所述的一种抵抗错动带剪切变形的支护结构，其特征在于所述泡沫混凝土填充层的厚度为0.5～1m。

3.如权利要求1所述的一种抵抗错动带剪切变形的支护结构，其特征在于所述普通混凝土喷层的厚度为20～30cm。

4.如权利要求1所述的一种抵抗错动带剪切变形的支护结构，其特征在于所述普通混凝土喷层中掺杂有增强纤维。

5.如权利要求4所述的一种抵抗错动带剪切变形的支护结构，其特征在于所述增强纤维为钢纤维或仿钢纤维。