專利名稱：礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，特別是一種用于礦山隧道開挖的新型隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法。
背景技術(shù)：
礦山隧道等地下工程的隧道開挖后，為了有效的約束和控制圍巖變形，加強(qiáng)圍巖的穩(wěn)定性，保證施工安全，均需要施作必要的支護(hù)結(jié)構(gòu)。目前用于軟弱破碎圍巖地段的支護(hù)方法一般均為新奧法施工，新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡(jiǎn)稱，它是以隧道工程經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ)，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護(hù)手段的一種施工方法。錨桿和噴射混凝土組合施工方法中，開挖通過(guò)地應(yīng)力比較復(fù)雜的軟巖破碎地段時(shí)，由于應(yīng)力釋放引起圍巖碎脹變形，且變形量大、速度快、持續(xù)時(shí)間久，對(duì)錨桿與型鋼架之間、型鋼鋼架之間整體性要求較高，一旦支護(hù)不足以抑制圍巖變形的發(fā)展，容易發(fā)生支護(hù)破壞開裂，造成嚴(yán)重的破損，失穩(wěn)造成坍塌的事故的也不在少數(shù)，所以支護(hù)的加強(qiáng)是避免復(fù)雜地質(zhì)條件下軟弱圍巖隧道大變形造成的圍巖塌方、支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、拱架拆換等問(wèn)題的關(guān)鍵。目前的錨桿和噴射混凝土組合支護(hù)一般設(shè)置有支護(hù)錨桿，型鋼鋼架，支護(hù)鋼筋網(wǎng)片最后噴射混凝土，而錨桿與型鋼架之間、型鋼鋼架之間整體性則較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，解決目前的錨桿和噴射混凝土組合支護(hù)中錨桿與型鋼鋼架之間、型鋼鋼架之間整體性較差的技術(shù)問(wèn)題，解決復(fù)雜地質(zhì)條件下軟弱圍巖隧道大變形易造成圍巖塌方、支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、拱架拆換等技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
一種礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括支護(hù)錨桿、支護(hù)鋼筋網(wǎng)片、型鋼鋼架和噴射混凝土，支護(hù)鋼筋網(wǎng)片的外側(cè)緊貼圍巖表面，內(nèi)側(cè)緊貼沿圍巖間隔設(shè)置的型鋼鋼架上，前后相鄰的兩個(gè)型鋼鋼架之間還焊有加強(qiáng)背板，每個(gè)型鋼鋼架上均焊有若干錨桿吊環(huán)，所述錨桿吊環(huán)的內(nèi)徑大于支護(hù)錨桿的外徑，支護(hù)錨桿穿過(guò)錨桿吊環(huán)將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片錨固在圍巖上，所述支護(hù)錨桿、支護(hù)鋼筋網(wǎng)片、型鋼鋼架、加強(qiáng)背板和錨桿吊環(huán)通過(guò)噴射混凝土形成一體。所述錨桿吊環(huán)間隔對(duì)稱焊接或間隔交錯(cuò)焊接在型鋼鋼架的兩側(cè)邊緣。所述型鋼鋼架可為雙軸對(duì)稱工字鋼或單軸對(duì)稱工字鋼。所述加強(qiáng)背板可為角鋼、槽鋼或鋼管，每?jī)蓚€(gè)前后相鄰的型鋼鋼架之間設(shè)置三塊以上。所述噴射混凝土的厚度可為100mm-200mm。所述型鋼鋼架可為拱形，其兩底端之間連接橫向底梁，將型鋼鋼架連接為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，所述橫向底梁為雙軸對(duì)稱工字鋼、單軸對(duì)稱工字鋼或槽鋼。
這種礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，步驟如下
步驟一、開挖圍巖，排除松動(dòng)巖塊等危險(xiǎn)后，將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片在圍巖表面定位；
步驟二、將各型鋼鋼架在支護(hù)鋼筋網(wǎng)片的外露面定位；
步驟三、在前后相鄰的兩個(gè)型鋼鋼架之間焊接至少三道加強(qiáng)背板；
步驟四、在型鋼鋼架的兩側(cè)邊緣間隔焊接錨桿吊環(huán)；
步驟五、將支護(hù)錨桿順序穿過(guò)錨桿吊環(huán)和支護(hù)鋼筋網(wǎng)片的網(wǎng)眼將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片錨固在圍巖上;
步驟六、施做噴射混凝土將所有支護(hù)構(gòu)件連接成整體。所述步驟二或步驟三之后，在所述型鋼鋼架的兩底端之間連接橫向底梁，將型鋼鋼架連接為閉環(huán)結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果
本發(fā)明在型鋼鋼架上設(shè)置支護(hù)錨桿的吊環(huán)，型鋼鋼架之間使用加強(qiáng)背板連接，克服了傳統(tǒng)支護(hù)中錨桿與型鋼鋼架之間、型鋼鋼架之間整體性較差的技術(shù)問(wèn)題，使整個(gè)支護(hù)的受力保持一致，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性和對(duì)圍巖的承載能力。本發(fā)明在隧道兩側(cè)的型鋼鋼架底部設(shè)置底梁，底梁將兩個(gè)型鋼鋼架連接為一體，增加了型鋼鋼架對(duì)圍巖的承載能力。本發(fā)明解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下軟弱圍巖隧道大變形易造成圍巖塌方、支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、拱架拆換等技術(shù)問(wèn)題，穩(wěn)定性可靠性更強(qiáng)，其與周圍破碎的巖體形成一個(gè)有機(jī)整體，有效降低圍巖應(yīng)力，確保了施工的安全和施工進(jìn)度。


下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。圖1是本發(fā)明支護(hù)結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是圖1中隧道頂部支護(hù)結(jié)構(gòu)中A-A剖面的局部結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中隧道邊墻B方向的支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1 一支護(hù)錨桿、2 —支護(hù)鋼筋網(wǎng)片、3 —噴射混凝土、4 一型鋼鋼架、
4.1 一型鋼鋼架a、4. 2 一型鋼鋼架b、5 —加強(qiáng)背板、6 —錨桿吊環(huán)、7 —橫向底梁、8 —圍巖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例參見圖1-2所示，一種礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括支護(hù)錨桿1、支護(hù)鋼筋網(wǎng)片2、型鋼鋼架4和噴射混凝土 3，支護(hù)鋼筋網(wǎng)片2的外側(cè)緊貼圍巖8表面，內(nèi)側(cè)緊貼沿圍巖間隔設(shè)置的型鋼鋼架4上，型鋼鋼架4為雙軸對(duì)稱工字鋼或單軸對(duì)稱工字鋼。參見圖3所示，前后相鄰的兩個(gè)型鋼鋼架即型鋼鋼架a4.1和型鋼鋼架b4. 2之間還焊有加強(qiáng)背板5，所述加強(qiáng)背板5為角鋼、槽鋼或鋼管，每?jī)蓚€(gè)前后相鄰的型鋼鋼架4之間設(shè)置三塊以上，加強(qiáng)背板將彼此孤立的型鋼鋼架連接為一個(gè)整體，增加了型鋼鋼架的整體性和對(duì)圍巖的支撐能力。每個(gè)型鋼鋼架4上均焊有若干錨桿吊環(huán)6，錨桿吊環(huán)6間隔對(duì)稱焊接或間隔交錯(cuò)焊接在型鋼鋼架4的兩側(cè)邊緣，所述錨桿吊環(huán)6的內(nèi)徑大于支護(hù)錨桿I的外徑，位于錨桿吊環(huán)6附近的支護(hù)錨桿I穿過(guò)錨桿吊環(huán)6將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片2錨固在圍巖8上，其余支護(hù)錨桿I還按照原設(shè)計(jì)錨固。支護(hù)錨桿1、支護(hù)鋼筋網(wǎng)片2、型鋼鋼架4、加強(qiáng)背板5和錨桿吊環(huán)6通過(guò)噴射混凝土 3形成一體,噴射混凝土 3的厚度為100mm-200mm。所述型鋼鋼架4為拱形，若型鋼鋼架底部的巖體不穩(wěn)定，可在兩個(gè)型鋼鋼架底端之間連接橫向底梁7，將型鋼鋼架連接為閉環(huán)結(jié)構(gòu)成為一個(gè)有機(jī)整體來(lái)增加型鋼鋼架底部對(duì)圍巖的承載能力，所述橫向底梁7為雙軸對(duì)稱工字鋼、單軸對(duì)稱工字鋼或槽鋼。這種礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，步驟如下
步驟一、開挖圍巖，排除松動(dòng)巖塊等危險(xiǎn)后，將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片2在圍巖8表面定位。步驟二、將各型鋼鋼架4在支護(hù)鋼筋網(wǎng)片2的外露面定位。步驟三、在前后相鄰的兩個(gè)型鋼鋼架4之間焊接至少三道加強(qiáng)背板5 ；
步驟四、在型鋼鋼架4的兩側(cè)邊緣間隔焊接錨桿吊環(huán)6 ；
步驟五、將支護(hù)錨桿I順序穿過(guò)錨桿吊環(huán)6和支護(hù)鋼筋網(wǎng)片2的網(wǎng)眼將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片2錨固在圍巖上；
步驟六、施做噴射混凝土 3將所有支護(hù)構(gòu)件連接成整體。所述步驟二或步驟三之后，在所述型鋼鋼架4的兩底端之間連接橫向底梁7，將型鋼鋼架連接為閉環(huán)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明并不僅僅局限于本實(shí)施例，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況和技術(shù)要求，其技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)均可以作相應(yīng)的改變。例如實(shí)施例的支護(hù)結(jié)構(gòu)中，鋼筋網(wǎng)片網(wǎng)格間距可設(shè)為IOcmX 10cm，噴射混凝土 3厚度取50mm,使各構(gòu)件形成一體。實(shí)施例的支護(hù)結(jié)構(gòu)中，型鋼鋼架4為工字鋼鋼架，加強(qiáng)背板5為槽鋼，根據(jù)實(shí)際情況可采用多塊平行的加強(qiáng)背板5將前后兩個(gè)相鄰的型鋼鋼架4焊接起來(lái)，焊接位置為工字鋼鋼架的上翼緣下側(cè)，沿工字鋼的長(zhǎng)度方向間隔設(shè)置，錨桿吊環(huán)6焊接在工字鋼鋼架的上翼緣的兩側(cè)，左右依次間隔焊接，噴射混凝土 3厚度取200_，將所有構(gòu)件連接成為一個(gè)有機(jī)的整體，橫向底梁7為工字鋼。支護(hù)結(jié)構(gòu)與破碎的圍巖形成一個(gè)整體，可以充分利用圍巖的自承能力在短時(shí)間內(nèi)來(lái)抵抗圍巖頂部傳來(lái)的壓力。
權(quán)利要求
1.一種礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括支護(hù)錨桿(I)、支護(hù)鋼筋網(wǎng)片(2)、型鋼鋼架(4)和噴射混凝土(3)，支護(hù)鋼筋網(wǎng)片(2)的外側(cè)緊貼圍巖(8)表面，內(nèi)側(cè)緊貼沿圍巖間隔設(shè)置的型鋼鋼架(4)上，其特征在于前后相鄰的兩個(gè)型鋼鋼架(4)之間還焊有加強(qiáng)背板(5)，每個(gè)型鋼鋼架(4)上均焊有若干錨桿吊環(huán)(6)，所述錨桿吊環(huán)(6)的內(nèi)徑大于支護(hù)錨桿(I)的外徑，支護(hù)錨桿(I)穿過(guò)錨桿吊環(huán)(6)將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片(2)錨固在圍巖(8)上，所述支護(hù)錨桿(I)、支護(hù)鋼筋網(wǎng)片(2)、型鋼鋼架(4)、加強(qiáng)背板(5)和錨桿吊環(huán)(6)通過(guò)噴射混凝土(3)形成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述錨桿吊環(huán)(6)間隔對(duì)稱焊接或間隔交錯(cuò)焊接在型鋼鋼架(4)的兩側(cè)邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述型鋼鋼架(4)為雙軸對(duì)稱工字鋼或單軸對(duì)稱工字鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述加強(qiáng)背板(5)為角鋼、槽鋼或鋼管，每?jī)蓚€(gè)前后相鄰的型鋼鋼架(4)之間設(shè)置三塊以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述噴射混凝土(3)的厚度為 100mm-20Ctam。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述型鋼鋼架(4)為拱形，其兩底端之間連接橫向底梁(7)，將型鋼鋼架連接為閉環(huán)結(jié)構(gòu)，所述橫向底梁(7)為雙軸對(duì)稱工字鋼、單軸對(duì)稱工字鋼或槽鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項(xiàng)所述的礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于步驟如下步驟一、開挖圍巖，排除松動(dòng)巖塊等危險(xiǎn)后，將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片(2)在圍巖(8)表面定位； 步驟二、將各型鋼鋼架(4)在支護(hù)鋼筋網(wǎng)片(2)的外露面定位；步驟三、在前后相鄰的兩個(gè)型鋼鋼架(4)之間焊接至少三道加強(qiáng)背板(5)；步驟四、在型鋼鋼架(4)的兩側(cè)邊緣間隔焊接錨桿吊環(huán)(6)；步驟五、將支護(hù)錨桿(I)順序穿過(guò)錨桿吊環(huán)(6)和支護(hù)鋼筋網(wǎng)片(2)的網(wǎng)眼將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片(2)錨固在圍巖上；步驟六、施做噴射混凝土(3)將所有支護(hù)構(gòu)件連接成整體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工方法，其特征在于所述步驟二或步驟三之后，在所述型鋼鋼架(4)的兩底端之間連接橫向底梁(7)，將型鋼鋼架連接為閉環(huán)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種礦山隧道吊環(huán)固定式支護(hù)結(jié)構(gòu)及其施工方法，其結(jié)構(gòu)包括支護(hù)錨桿、支護(hù)鋼筋網(wǎng)片、型鋼鋼架和噴射混凝土，支護(hù)鋼筋網(wǎng)片的外側(cè)緊貼圍巖表面，內(nèi)側(cè)緊貼沿圍巖間隔設(shè)置的型鋼鋼架上，前后相鄰的兩個(gè)型鋼鋼架之間還焊有加強(qiáng)背板，每個(gè)型鋼鋼架上均焊有若干錨桿吊環(huán)，所述錨桿吊環(huán)的內(nèi)徑大于支護(hù)錨桿的外徑，支護(hù)錨桿穿過(guò)錨桿吊環(huán)將支護(hù)鋼筋網(wǎng)片錨固在圍巖上，所述支護(hù)錨桿、支護(hù)鋼筋網(wǎng)片、型鋼鋼架、加強(qiáng)背板和錨桿吊環(huán)通過(guò)噴射混凝土形成一體。本發(fā)明解決了目前支護(hù)結(jié)構(gòu)中錨桿與型鋼架之間、型鋼鋼架之間整體性較差的問(wèn)題，解決了復(fù)雜地質(zhì)條件下軟弱圍巖隧道大變形易造成圍巖塌方、支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞等問(wèn)題。
文檔編號(hào)E21D11/00GK102996142SQ201210568978
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者陸志東 申請(qǐng)人:中鼎國(guó)際工程有限責(zé)任公司