專利名稱：一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)及施工方法
技術領域：
本發(fā)明涉及地下工程支護，具體涉及一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)及施 工方法。
背景技術：
傳統(tǒng)的地下軟巖井巷及硐室、受采動壓力影響大的回采巷道一般采用錨網(wǎng)索、噴 射混凝土、鋼支架、砌碹及其組合對圍巖進行支護。錨網(wǎng)索支護剛度不高，泥質圍巖易遇水 泥化導致錨索錨固失效；噴射混凝土支護強度低，粉塵大；鋼支架造價高；砌碹支護可靠但 施工速度慢，不能適應大變形。軟巖巷道一般采用二次支護，一次支護般采用錨網(wǎng)噴，二次 支護采用噴射混凝土、砌碹、鋼支架或注漿，施工速度慢，工序復雜，勞動強度大，造價高。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供種結構簡單，一次施工，施工速度快，勞動效率高，適應大地 壓、大變形，支護效果好的可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)。本發(fā)明的另一目的是提供一種可縮混凝土碹與錨桿支護的施工方法。為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的技術方案是這樣解決的該系統(tǒng)由雙層纖維 柔性模板、帶雙托盤錨桿、混凝土層、高壓縮性材料層及鋼筋網(wǎng)組成，其特征在于在開挖的 巷隧圍巖內側置有雙層纖維柔性模板，所述雙層纖維柔性模板由三層纖維布縫制成相互獨 立并疊合的內層空間與外層空間，內層空間通過限位繩將內層纖維布和中間層纖維布連 接，內層空間的內層纖維布的內側掛有鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)內側置有內托盤及螺母，錨桿一端錨 入圍巖，其上緊貼圍巖表面置有外托盤及螺母，錨桿的外露端穿過錨桿孔、鋼筋網(wǎng)，通過內 托盤及螺母將雙層纖維柔性模板的內層空間、外層空間串聯(lián)懸掛連接于巷隧圍巖周邊，其 中內層空間通過內層灌注口充填有混凝土，外層空間通過外層灌注口充填有高壓縮性材 料，形成錨桿穿過混凝土層和高壓縮性材料層與圍巖連接的一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合 支護系統(tǒng)。一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)的施工方法，按下述步驟進行1)雙層纖維柔性模板制作用透水不透漿的高強度纖維布在地面車間制成與井 巷或隧道周邊長度相同的雙層纖維柔模板；2)錨桿安裝巷道開挖后安裝錨桿和外托盤及螺母；3)模板及鋼筋網(wǎng)掛設將雙層纖維柔性模板及鋼筋網(wǎng)套掛在錨桿外露端上，通過 內托盤及螺母固定在巷道周邊；4)雙層纖維柔性模板的內層空間泵注入混凝土 采用混凝土泵經(jīng)由輸送管、內層 灌注口向雙層纖維柔性模板的內層空間泵注混凝土；5)雙層纖維柔性模板的外層空間泵注入高壓縮性材料在混凝土凝固后，采用混 凝土泵經(jīng)由輸送管、外層灌注口向雙層纖維柔性模板的外層空間泵注高壓縮性材料。本發(fā)明的有益效果是支護結構簡單可靠，施工方便，工人勞動強度低，機械化程度高，適合大地壓、大變形地下工程支護，特別適合地下軟巖、受采動壓力影響大的回采巷 道等復雜地層巷隧支護，廣泛用于礦山井巷，交通隧道，水利、國防等地下工程作臨時或永 久支護。
圖1為可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)結構示意圖；圖2為可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)局部結構詳圖；圖3為雙層纖維柔性模板平面圖；圖4為圖3中1-1剖面圖；圖5為圖3中2-2剖面圖；圖6為圖3中雙層纖維柔性模板的內層灌注口示意圖；圖7為圖3中雙層纖維柔性模板的外層灌注口示意圖；圖8為雙層纖維柔性模板結構三維示意圖；圖9為實施例2中可縮混凝土條帶碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)的縱斷面圖；圖中1-混凝土，2-高壓縮性材料，3-雙托盤錨桿，4-圍巖，5-雙層纖維柔性模 板，6-鋼筋網(wǎng)，7-外托盤及螺母，8-錨桿孔，9-內層灌注口，10-外層灌注口，11-內層空間， 12-外層空間，13-內托盤及螺母，14-單托盤錨桿，15-限位繩。
具體實施例方式附圖為本發(fā)明的實施例。下面結合附圖對本發(fā)明的內容作進一步說明參照圖1、圖2所示，井巷及隧道內側緊貼圍巖4周邊置有雙層纖維柔性模板5，雙 層纖維柔性模板5由高強纖維材料制成，雙層纖維柔性模板5上有開有多個錨桿孔8，雙層 纖維柔性模板5內側置有鋼筋網(wǎng)6，錨桿3穿過鋼筋網(wǎng)6、混凝土 1、高壓縮性材料2與圍巖 4連接。所述的雙層纖維柔性模板5周長與井巷或隧道周邊毛斷面長度相同。所述雙層纖維柔性模板5澆筑的碹體由剛性層和可縮層組成。所述的混凝土 1為普通混凝土或快硬混凝土。所述的高縮性材料2為泡沫混凝土、黃泥或其它壓縮性高的材料。所述的錨桿3上分別固定連接有兩套托盤及螺母。圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示，雙層纖維柔性模板5上縫制有錨桿孔8、內層灌注 口 9及外層灌注口 10，錨桿孔8可套入錨桿3外露端從而將雙層纖維柔性模板5吊掛于巷 道周邊，內層灌注口 9與外層灌注口 10都為雙層筒狀結構，內層灌注口 9的里層置于雙層 纖維柔性模板5內部，起到自封閉作用，使混凝土 1注滿后不漏出，內層灌注口 9的外層與 混凝土輸送管綁扎，在混凝土 1凝固后，通過外層灌注口 10向雙層纖維柔性模板5的外層 空間12充填高壓縮性材料2。一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)的施工方法，按下述步驟進行1)雙層纖維柔性模板制作用透水不透漿的高強度纖維布在地面車間制成與井 巷或隧道周邊長度相同的雙層纖維柔模板5 ；
2)錨桿安裝巷道開挖后安裝錨桿3和外托盤及螺母7 ；3)模板及鋼筋網(wǎng)掛設將雙層纖維柔性模板5及鋼筋網(wǎng)6套掛在錨桿3外露端上， 通過內托盤及螺母13固定在巷道周邊；4)雙層纖維柔性模板的內層空間泵注入混凝土 采用混凝土泵經(jīng)由輸送管、內層 灌注口 9向雙層纖維柔性模板5的內層空間11泵注混凝土 1 ；5)雙層纖維柔性模板的外層空間泵注入高壓縮性材料在混凝土凝固后，采用混 凝土泵經(jīng)由輸送管、外層灌注口 10向雙層纖維柔性模板5的外層空間12泵注高壓縮性材 料2。實施例1一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)，雙層纖維柔性模板5由高強度纖維布按 巷隧周邊長度制成長方體結構物，其上帶有錨桿孔8、內層灌注口 9及外層灌注口 10，施工 時雙層纖維柔性模板5緊貼圍巖連續(xù)鋪設，其內側鋪設鋼筋網(wǎng)6，錨桿3穿過鋼筋網(wǎng)6、雙層 纖維柔性模板5與圍巖4連接，通過混凝土泵經(jīng)由輸送管、內層灌注口 9向雙層纖維柔性模 板5的內層空間11泵注混凝土 1形成混凝土層，待混凝土 1凝固后向雙層纖維柔性模板5 的外層空間12泵注泡沫混凝土形成高壓縮性材料層，最終形成可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合 支護結構。該結構中，可縮混凝土碹連續(xù)布置。實施例2一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)，雙層纖維柔性模板5由高強度纖維布按 巷隧周邊長度制成長方體結構物，其上帶有錨桿孔8、內層灌注口 9及外層灌注口 10，施工 時雙層纖維柔性模板5緊貼圍巖4間隔鋪設，其外鋪設鋼筋網(wǎng)6，錨桿3穿過鋼筋網(wǎng)6、雙層 纖維柔性模板5與圍巖4連接，而兩相鄰雙層纖維柔性模板5間有一排錨桿14，通過混凝土 泵經(jīng)由輸送管、內層灌注口 9向雙層纖維柔性模板5的內層空間11泵注混凝土 1形成混凝 土層，待混凝土 1凝固后向雙層纖維柔性模板5的外層空間12泵注泡沫混凝土形成高壓縮 性材料2層，最終形成錨桿與可縮混凝土條帶碹聯(lián)合支護結構。該結構中，可縮混凝土碹條 帶布置。發(fā)明所提供的技術方案根據(jù)地質條件混凝土可縮碹可為連續(xù)布置，即形成可縮混 凝土連續(xù)碹與錨桿聯(lián)合支護，也可是條帶布置，即形成可縮混凝土條帶碹與錨桿聯(lián)合支護。
權利要求
一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)，該系統(tǒng)由雙層纖維柔性模板(5)、帶雙托盤錨桿(3)、混凝土層(1)、高壓縮性材料層(2)及鋼筋網(wǎng)(6)組成，其特征在于在開挖的巷隧圍巖(4)內側置有雙層纖維柔性模板(5)，所述雙層纖維柔性模板(5)由三層纖維布縫制成相互獨立并疊合的內層空間(11)與外層空間(12)，內層空間(11)通過限位繩(15)將內層纖維布和中間層纖維布連接，內層空間(11)的內層纖維布的內側掛有鋼筋網(wǎng)(6)，鋼筋網(wǎng)(6)內側置有內托盤及螺母(13)，錨桿(3)一端錨入圍巖(4)中，在緊貼圍巖(4)表面處安裝有外托盤及螺母(7)，錨桿(3)的外露端穿過錨桿孔(8)、鋼筋網(wǎng)(6)，通過內托盤及螺母(13)將雙層纖維柔性模板(1)的內層空間(11)、外層空間(12)串聯(lián)懸掛連接于巷隧圍巖(4)周邊，其中內層空間(11)通過內層灌注口(9)充填有混凝土(1)，外層空間(12)通過外層灌注口(10)充填有高壓縮性材料(2)，通過錨桿(3)穿過混凝土層(1)和高壓縮性材料層(2)與圍巖(4)連接的一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)，其特征在于所述的 可縮混凝土碹由采用雙層纖維柔性模板(5)澆筑的剛性層和可縮層組成。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)，其特征在于所述的 混凝土層(1)為普通混凝土或快硬混凝土。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)，其特征在于所述的 高壓縮性材料層(2)為泡沫混凝土、黃泥或其它壓縮性高的材料。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)，其特征在于所述的 錨桿(3)上分別固定連接有兩套托盤及螺母。
6.一種權利要求1所述的一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)的施工方法，按下述 步驟進行1)雙層纖維柔性模板制作用透水不透漿的高強度纖維布在地面車間制成與井巷或 隧道周邊長度相同的雙層纖維柔模板(5)；2)錨桿安裝巷道開挖后安裝錨桿(3)和外托盤及螺母(7)；3)模板及鋼筋網(wǎng)掛設將雙層纖維柔性模板(5)及鋼筋網(wǎng)(6)套掛在錨桿(3)外露端 上，通過內托盤及螺母(13)固定在巷道周邊；4)雙層纖維柔性模板的內層空間泵注入混凝土采用混凝土泵經(jīng)由輸送管、內層灌注 口(9)向雙層纖維柔性模板(5)的內層空間(11)泵注混凝土層(1)；5)雙層纖維柔性模板的外層空間泵注入高壓縮性材料在混凝土凝固后，采用混凝土 泵經(jīng)由輸送管、外層灌注口(10)向雙層纖維柔性模板(5)的外層空間(12)泵注高壓縮性 材料層⑵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)及施工方法。可縮混凝土碹由雙層材料復合而成，一層為混凝土層，另一層為高壓縮性材料層，錨桿穿過混凝土層和高壓縮性材料層與圍巖連接，形成一種可縮混凝土碹與錨桿聯(lián)合支護系統(tǒng)。方法通過混凝土泵經(jīng)由輸送管、內層灌注口向雙層纖維柔性模板的內層空間泵注普通混凝土或快硬混凝土；在混凝土凝固后，向雙層纖維柔性模板的外層空間泵注泡沫混凝土或黃泥。支護結構簡單可靠，施工方便，工人勞動強度低，機械化程度高，適合軟巖、大地壓、大變形地下工程支護，廣泛用于礦山井巷，交通隧道，水利、國防等地下工程支護。
文檔編號E21D21/00GK101975073SQ20091002413
公開日2011年2月16日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者吳玉意, 王曉利 申請人:王曉利