本發(fā)明屬于沉降控制較嚴、自穩(wěn)能力極差的粉細砂層、富水飽和土體或流塑狀粘性土等特殊地層施工風險極大的隧道及地下工程設計、施工技術領域，具體涉及一種控制隧道初期支護沉降收斂的鎖腳樁支護結構。

背景技術：

鎖腳錨桿（或鎖腳錨管）是伴隨著噴錨支護發(fā)展起來的一項技術，是在初期支護拱腳處斜著打設的一種鋼結構。在隧道開挖、鋼架架設之后噴射混凝土之前，將其與鋼架固定，與鋼架和噴混凝土一起限制了圍巖變形。一般設置在鋼架拱腳節(jié)點板連接處以上20～100cm范圍內，方向為向下15～30度的斜插角，長度3～4m，錨桿φ22mm熱軋鋼筋（錨管φ42無縫鋼管）。起到邊墻系統錨桿約束圍巖向隧道內變形和支撐上部初期支護鋼架的作用，遏制鋼架在圍巖壓力作用下沉降和凈空收斂。因其施工簡單易行，經濟、效果明顯，效率高等原因得到了廣泛的運用。

在其施工中存在諸多不規(guī)范的地方，如注漿不飽滿，初支鋼架底部基礎遇水軟化、地基承載力低等問題，鎖腳錨桿（管）作用不能體現，導致了初期支護的變形、開裂，通常采取針對措施均可避免因其施工不到位出現上述問題。但在自穩(wěn)能力極差的粉細砂等特殊地質條件下，地層注漿效果差、圍巖塑性區(qū)大、錨固力弱、拱腳懸空和側墻處圍巖溜塌等原因，設置的鎖腳錨桿（管）不能約束地層和支撐上部初期支護傳來的荷載，導致初期支護沉降和變形過大，給施工極大留下隱患。

技術實現要素：

本發(fā)明為解決現有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種控制隧道初期支護沉降收斂的鎖腳樁支護結構。

本發(fā)明的技術方案是：一種控制隧道初期支護沉降收斂的鎖腳樁支護結構，包括隧道洞室內的初期支護，所述初期支護外壁處設置有傾斜的鎖腳樁，所述鎖腳樁包括旋噴樁體，所述旋噴樁體與l型鋼筋芯材相連，l型鋼筋芯材另一端與連接鋼筋相連，所述連接鋼筋與初期支護的工字鋼鋼架相連。

所述鎖腳樁順著初期支護側壁斜向下30~45度打設。

所述旋噴樁體為通過旋轉噴射運動和漿液填充作用、重組巖體結構而形成的錨固體，旋噴樁體內形成旋噴鉆孔，所述鋼筋芯材連接在旋噴鉆孔內。

所述隧道洞室的上半部分位于砂層內，下半部分位于黃土層內，待每循環(huán)上臺階噴混凝土噴射后、中臺階開挖前，在上臺階兩個鋼拱架之間拱腳處施作鎖腳樁。

所述隧道洞室的全部位于砂層內，待每循環(huán)上、中臺階噴混凝土噴射后，中、下臺階開挖前，在上、中臺階兩個鋼拱架之間拱腳處施作鎖腳樁。

所述隧道洞室的上半部分位于黃土，下半部分位于砂層內，待每循環(huán)上、中臺階噴混凝土噴射后，中、下臺階開挖前，在上、中臺階兩個鋼拱架之間拱腳處施作鎖腳樁。

所述l型鋼筋芯材其長邊插入旋噴鉆孔，其短邊與連接鋼筋、工字鋼鋼架相連。

所述l型鋼筋芯材與連接鋼筋、工字鋼鋼架的連接方式為焊接。

所述連接鋼筋與工字鋼鋼架的連接方式為焊接。

本發(fā)明技術工藝簡單、工序轉換影響干擾少、操作便利，工效得到了提高，克服了中下臺階開挖導致拱腳懸空、隧道側壁不穩(wěn)定或溜塌及鎖腳注漿錨固效果差等問題。實現掌子面穩(wěn)定、控制洞室變形和沉降及機械化施工。

其中實施的鎖腳樁主要優(yōu)點：

1）承載能力高、沉降量小、凈空收斂?。簶杜c地層復合一體，摩阻力大，且樁體剛度大，中下臺階開挖遏制側墻流砂現象；同時鋼材屈服強度高，能提供較強的支撐力。

2）接頭易于處理，連接方便、可靠：旋噴樁施作后及時插入鋼管，鋼管一端焊接定型鋼筋，易與初支鋼架焊接，可有效的實施樁與鋼架結合。

3）樁長、角度可調：現場施工根據監(jiān)控量測及時調整樁長、角度。

4）施工靈活：減少現場工作量，消除施工的隨意性，操作簡單，確保鎖腳的實施效果。

5）鎖腳樁能提供較大軸力，約束了初支鋼架變形，減少中下臺階開挖土體的側向變形。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實施例的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明第二實施例的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明第三實施例的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明拱腳處節(jié)點大樣示意圖；

圖5是圖4的俯視圖；

圖6是圖4的側視圖；

其中：

1初期支護2鎖腳樁

3l型鋼筋芯材4鎖腳錨桿

5工字鋼鋼架6連接鋼筋

7二次襯砌。

具體實施方式

以下，參照附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細說明：

如圖1~6所示，一種控制隧道初期支護沉降收斂的鎖腳樁支護結構，包括隧道洞室內的初期支護1，所述初期支護1外壁處設置有傾斜的鎖腳樁2，所述鎖腳樁2包括旋噴樁體，所述旋噴樁體與l型鋼筋芯材3相連，l型鋼筋芯材3另一端與連接鋼筋6相連，所述連接鋼筋6與初期支護1的工字鋼鋼架5相連。

所述鎖腳樁2順著初期支護1側壁斜向下30~45度打設。

所述旋噴樁體為通過旋轉噴射運動和漿液填充作用、重組巖體結構而形成的錨固體，旋噴樁體內形成旋噴鉆孔，所述鋼筋芯材3連接在旋噴鉆孔內。

如圖1所示，所述隧道洞室的上半部分位于砂層內，下半部分位于黃土層內，因砂層不穩(wěn)定，拱腳懸空或流砂等導致初期支護沉降、變形大，拱腳處需設置較強的支撐和約束變形結構；因此，待每循環(huán)上臺階噴混凝土噴射后、中臺階開挖前，在拱腳處架設側斜布置的旋噴機械，在上臺階兩個鋼拱架之間拱腳處施作鎖腳樁2。側斜旋噴作業(yè)時，首先送高壓水，再送水泥漿和高壓空氣，噴射時應先達預定的噴射壓力、注漿量后，在逐漸提升注漿管。注漿管分段提升的搭接長度不得小于100mm，當達到設計樁頂高度或出現溢漿現象時，應停止當前樁的旋噴工作，并將旋噴管拔出并清洗管路。漿液凝固前插入l型剛筋芯材3，并將鋼筋與鋼架焊接。

如圖2所示，所述隧道洞室的全部位于砂層內，因砂層不穩(wěn)定，拱腳懸空或流砂等導致初期支護沉降、變形大，拱腳處需設置較強的支撐和約束變形結構；因此，待每循環(huán)上、中臺階噴混凝土噴射后，中、下臺階開挖前，在拱腳處架設側斜布置的旋噴機械，在上、中臺階兩個鋼拱架之間拱腳處施作鎖腳樁2。側斜旋噴作業(yè)時，首先送高壓水，再送水泥漿和高壓空氣，噴射時應先達預定的噴射壓力、注漿量后，在逐漸提升注漿管。注漿管分段提升的搭接長度不得小于100mm，當達到設計樁頂高度或出現溢漿現象時，應停止當前樁的旋噴工作，并將旋噴管拔出并清洗管路。漿液凝固前插入l型剛筋芯材3，并將鋼筋與鋼架焊接。

如圖3所示，所述隧道洞室的上半部分位于黃土，下半部分位于砂層內，因砂層不穩(wěn)定，拱腳懸空或流砂等導致初期支護沉降、變形大，拱腳處需設置較強的支撐和約束變形結構；因此，待每循環(huán)上、中臺階噴混凝土噴射后，中、下臺階開挖前，在拱腳處架設側斜布置的旋噴機械，在上、中臺階兩個鋼拱架之間拱腳處施作鎖腳樁2。側斜旋噴作業(yè)時，首先送高壓水，再送水泥漿和高壓空氣，噴射時應先達預定的噴射壓力、注漿量后，在逐漸提升注漿管。注漿管分段提升的搭接長度不得小于100mm，當達到設計樁頂高度或出現溢漿現象時，應停止當前樁的旋噴工作，并將旋噴管拔出并清洗管路。漿液凝固前插入l型剛筋芯材3，并將鋼筋與鋼架焊接。

所述l型鋼筋芯材3其長邊插入旋噴鉆孔，其短邊與連接鋼筋6、工字鋼鋼架5相連。

所述l型鋼筋芯材3與連接鋼筋6、工字鋼鋼架5的連接方式為焊接。

所述連接鋼筋6與工字鋼鋼架5的連接方式為焊接。

初期支護1施作后，每循環(huán)鋼架之間施作鎖腳樁2，在漿液凝固前插入l型的鋼筋芯材3，并將鋼筋芯材3與工字鋼鋼架5焊接，為確保承力在l型鋼筋3下面增加一根φ32連接鋼筋6，并將連接鋼筋6與l型鋼筋芯材3、工字鋼鋼架5焊接牢固。

鋼筋芯材3采用長4.7m的φ32熱軋鋼筋加工制成l型，加工后長邊4m、短邊0.4m、以10cm半徑彎曲90度的l型鋼筋構件。

連接鋼筋6為兩榀鋼架的連接鋼筋，為了更好地節(jié)點連接，在鋼筋芯材3短邊下設置連接鋼筋6，并將其鋼筋與鋼架焊接牢固。

本發(fā)明技術工藝簡單、工序轉換影響干擾少、操作便利，工效得到了提高，克服了中下臺階開挖導致拱腳懸空、隧道側壁不穩(wěn)定或溜塌及鎖腳注漿錨固效果差等問題。實現掌子面穩(wěn)定、控制洞室變形和沉降及機械化施工。