專利名稱：一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地下工程支護裝置，具體涉及含水地層井巷的一種柔膜筒和剛 性支架與混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)及施工方法。
背景技術(shù)：
目前，含水井巷一般采用注漿法、凍結(jié)法等特殊方法對圍巖進行預(yù)加固。 對于有些節(jié)理不貫通或巖體致密的地層(如白堊系地層)，注漿液難以注入圍 巖，注漿法不易實施；在目前的條件下，凍結(jié)法一般適用于立井，對于斜井不 易實施或者不經(jīng)濟，同時凍結(jié)法工期長、造價高、井壁質(zhì)量差。在含水井巷采 用上述方式不能達到滿意的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，支護成本低，特別適應(yīng)含 水不穩(wěn)定地層支護的一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)。 本發(fā)明的另一目的是提供支護系統(tǒng)在地下工程中的應(yīng)用方法。 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣解決的 一種柔膜筒 和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)，其特殊之處在于井巷及隧道內(nèi)側(cè)緊貼圍巖 周邊置有柔膜筒，柔膜筒由高強纖維材料的柔模布制成，柔模布上有開有多個 錨桿孔及多個開挖口，錨桿孔及開挖口周邊連接有同材質(zhì)的可捆扎的封閉筒， 柔模布上并連接有多個拉緊帶，柔模筒內(nèi)側(cè)置有鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)內(nèi)側(cè)置有網(wǎng)架， 網(wǎng)架與鋼筋網(wǎng)及柔膜筒之間用背板、袋裝混凝土或噴射混凝土充填，網(wǎng)架空間
及內(nèi)側(cè)模注有混凝土及噴射混凝土，網(wǎng)架通過錨桿與圍巖連接。 所述的柔膜筒周長與井巷隧道周邊毛斷面長度相同。
4所述的剛性支架為網(wǎng)架或鋼支架或工程塑料支架。 所述的錨桿體為鋼管或空心鋼桿體或鋼筋。
所述的混凝土為快硬混凝土或柔模筒內(nèi)泵注混凝土或噴射混凝土 。 所述的網(wǎng)架包括由多根水平桿、垂直桿、斜拉桿通過多向節(jié)點連接組成網(wǎng)架。
所述的水平桿、垂直桿、斜拉桿的端面開有安裝槽，安裝槽內(nèi)植入鋼筋， 鋼筋兩端通過無機化學(xué)錨固劑與多向節(jié)點錨固連接。
一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)的施工方法為
1) 、柔膜制作用透水不透泥砂的高強度纖維布在地面車間制成與井巷
及隧道毛斷面相同的柔膜筒，在兩排錨桿孔之間間隔0. 5m 4m距離留設(shè)開挖 孔，孔口用同材質(zhì)纖維布縫制封閉筒；
2) 、接長柔膜筒在工作面用手提縫紉機或拉鏈將柔膜筒接長，
3) 、在巷道周邊鋪設(shè)柔膜筒和鋼筋網(wǎng)；
4) 、安裝網(wǎng)架，將拉緊帶拉緊后綁扎在環(huán)向網(wǎng)架桿件上；
5) 、通過柔膜筒預(yù)留孔安裝錨桿，并將網(wǎng)架與錨桿用托板螺母連接，然 后通過下一排開挖口開挖其周圍巖體，開挖完成后，打錨桿固定工作面巖壁和 柔膜筒、安裝網(wǎng)架、打錨桿支護巷道周邊，視圍巖穩(wěn)定狀況開挖一定長度后， 噴射快硬混凝土封閉網(wǎng)架，以此類推直至工作面開挖完成，巷道頂板同幫頂以 同樣方式支護；
6) 、在工作面或緊跟工作面迎頭在柔模內(nèi)泵注混凝土的方法或其它方法 進行混凝土永久支護。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，支護裝置為組裝式結(jié)構(gòu)，可隨時安裝，使用簡單， 施工方便，支護成本低，工人勞動強度低，支護結(jié)構(gòu)強度均勻，整體性好，適 宜臺階法、硐室法局部開挖，柔膜筒對于含水地層井巷及隧道具有防止因圍巖 滲水后泥砂流失導(dǎo)致圍巖失穩(wěn)及解決含水地層圍巖難于噴上混凝土的特點，特
5別適應(yīng)含水不穩(wěn)定地層硐室法局部開挖支護，可隨挖隨支不需全斷面開挖。該 結(jié)構(gòu)與普通網(wǎng)架相比，增加了側(cè)向錨桿或錨樁，使支護結(jié)構(gòu)受力更為合理、可 靠，剛架與圍巖連成一個整體，共同承載地壓。特別適合含水、松軟、破碎等 復(fù)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l為本發(fā)明橫向結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1網(wǎng)架平面結(jié)構(gòu)示意圖3為圖1縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖4為圖1柔膜筒橫斷面示意圖5為圖4柔膜筒縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖6為圖4柔膜筒平面展開結(jié)構(gòu)示意圖7為圖1網(wǎng)架聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)局部示意圖8為鋼套筒型節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖9為圖8B-B剖視圖10為鋼套筒型節(jié)點與連接管件連接結(jié)構(gòu)示意圖； 圖ll為連接管件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
附圖為本發(fā)明的實施例。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步說明
參照圖l、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6所示，井巷及隧道內(nèi)側(cè)緊貼圍巖 周邊置有柔膜筒l，柔膜筒l由高強纖維材料的柔模布2制成，柔模布2上有 開有多個錨桿孔3及多個開挖口 4，錨桿孔3及開挖口 4周邊連接有同材質(zhì)的可 捆扎的封閉筒5，柔模布2上并連接有多個拉緊帶6，柔模筒1內(nèi)側(cè)置有鋼筋網(wǎng)12，鋼筋網(wǎng)12內(nèi)側(cè)置有網(wǎng)架7，網(wǎng)架7與鋼筋網(wǎng)12及柔膜筒1之間用背板、
袋裝混凝土 9或噴射混凝土 10充填，網(wǎng)架7空間及內(nèi)側(cè)模注有混凝土 11及噴
射混凝土IO，網(wǎng)架7通過錨桿8與圍巖連接。
所述的柔膜筒(1)周長與井巷隧道周邊毛斷面長度相同。 所述的剛性支架為網(wǎng)架或鋼支架或工程塑料支架。 所述的錨桿體為鋼管或空心鋼桿體或鋼筋。 所述的混凝土為快硬混凝土或柔模泵注混凝土或噴射混凝土。 所述的網(wǎng)架包括由多根水平桿13、垂直桿14、斜拉桿15通過多向節(jié)點16
連接組成網(wǎng)架7。
圖7、圖8、圖9、圖10、圖11所示，所述的水平桿13、垂直桿14、斜 拉桿15的端面開有安裝槽19，安裝槽19內(nèi)植入鋼筋18，鋼筋18兩端通過無 機化學(xué)錨固劑20與多向節(jié)點16錨固連接。
--種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)的施工方法為
1) 、柔膜制作用透水不透泥砂的高強度纖維布在地面車間制成與井巷 及隧道毛斷面相同的柔膜筒，在兩排錨桿孔之間間隔0.5m 4m距離留設(shè)開挖 孔，孔口用同材質(zhì)纖維布縫制封閉筒；
2) 、接長柔膜筒在工作面用手提縫紉機或拉鏈將柔膜筒接長，
3) 、在巷道周邊鋪設(shè)柔膜筒和鋼筋網(wǎng)；
4) 、安裝網(wǎng)架，將拉緊帶拉緊后綁扎在環(huán)向網(wǎng)架桿件上；
5) 、通過柔膜筒預(yù)留孔安裝錨桿8，并將網(wǎng)架7與錨桿8用托板螺母連接， 然后通過下一排開挖口4開挖其周圍巖體，開挖完成后，打錨桿8固定工作面 巖壁和柔膜筒1、安裝網(wǎng)架7、打錨桿支護巷道周邊，視圍巖穩(wěn)定狀況開挖一 定長度后，噴射快硬混凝土封閉網(wǎng)架7，以此類推直至工作面開挖完成，巷道 頂板同幫頂以同樣方式支護；
6) 、在工作面或緊跟工作面迎頭在剛性支架內(nèi)側(cè)掛設(shè)柔模并向柔模內(nèi)泵注混凝土的方法或其它方法進行混凝土永久支護。 實施例l
一種柔膜筒、網(wǎng)架、混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)，柔膜筒由高強度纖維布按巷隧
道圍巖周邊長度制成筒狀結(jié)構(gòu)物，其上帶有錨桿或錨樁孔和開挖口 4，開挖口 4帶有柔性封閉筒5，施工時緊貼圍巖鋪設(shè)，其外鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)12，錨桿或錨樁 8通過預(yù)留孔打入圍巖，其內(nèi)側(cè)架設(shè)網(wǎng)架7，網(wǎng)架7內(nèi)側(cè)噴射混凝土 9或柔模 泵注混凝土ll，形成一個柔膜筒、網(wǎng)架、混凝土聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，柔膜筒l可連 同丄作面一起支護，開挖可通過開挖口 4或開挖工作面13開挖。柔膜筒1透 水不透泥砂，水通過水泵排出，可保證圍巖中沙石等固體物質(zhì)不流失，以保證 圍巖的穩(wěn)定性，適合含水地層支護。鋼套筒型節(jié)點上置有錨栓，錨栓吊掛柔性 模板及鋼筋網(wǎng)12，柔性模板內(nèi)泵注混凝土 11，鋼筋網(wǎng)12表面噴射混凝土 10， 其他步驟同技術(shù)方案。 實施例2
一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)，是在鋼拱架內(nèi)側(cè)邊緣處安 裝有螺栓，螺栓上掛有柔性模板，柔性模板內(nèi)側(cè)掛有鋼筋網(wǎng)12，鋼筋網(wǎng)12內(nèi) 側(cè)用托板和螺母固定，柔性模板內(nèi)用混凝土泵灌注混凝土 11，鋼筋網(wǎng)12內(nèi)側(cè) 用噴射混凝土 10整形，形成柔膜筒與鋼拱架混凝土聯(lián)合支護結(jié)構(gòu)，其他步驟 同技術(shù)方案。
綜上所述，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案根據(jù)地質(zhì)條件可以是柔模筒與剛性支 架聯(lián)合支護，也可以是柔模筒與混凝土聯(lián)合支護，也可以是柔模筒和剛性支架 與混凝土聯(lián)合支護。
權(quán)利要求
1、一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)，其特征在于井巷及隧道內(nèi)側(cè)緊貼圍巖周邊置有柔膜筒(1)，柔膜筒(1)由高強纖維材料的柔模布(2)制成，柔模布(2)上有開有多個錨桿孔(3)及多個開挖口(4)，錨桿孔(3)及開挖口(4)周邊連接有同材質(zhì)的可捆扎的封閉筒(5)，柔模布(2)上并連接有多個拉緊帶(6)，柔模筒(1)內(nèi)側(cè)置有鋼筋網(wǎng)(12)，鋼筋網(wǎng)(12)內(nèi)側(cè)置有網(wǎng)架(7)，網(wǎng)架(7)與鋼筋網(wǎng)(12)及柔膜筒(1)之間用背板、袋裝混凝土(9)或噴射混凝土(10)充填，網(wǎng)架(7)空間及內(nèi)側(cè)模注有混凝土(11)及噴射混凝土(10)，網(wǎng)架(7)通過錨桿(8)與圍巖連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系 統(tǒng)，其特征在于所述的柔膜筒(1)周長與井巷隧道周邊毛斷面長度相同。
3、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系 統(tǒng)，其特征在于所述的剛性支架為網(wǎng)架或鋼支架或工程塑料支架。
4、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系 統(tǒng)，其特征在于所述的錨桿體為鋼管或空心鋼桿體或鋼筋。
5、 根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系 統(tǒng)，其特征在于所述的混凝土為快硬混凝土或柔模筒內(nèi)泵注混凝土或噴射混凝 土。
6、 根據(jù)權(quán)利要求書1或3所述的一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支 護系統(tǒng)，其特征在于所述的網(wǎng)架包括由多根水平桿(13)、垂直桿(14)、斜拉 桿(15)通過多向節(jié)點(16)連接組成網(wǎng)架(7)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求書6所述的一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系 統(tǒng)，其特征在于所述的水平桿(13)、垂直桿(14)、斜拉桿(15)的端面開有 安裝槽(19)，安裝槽(19)內(nèi)植入鋼筋(18)，鋼筋(18)兩端通過無機化學(xué) 錨固劑(20)與多向節(jié)點(16)錨固連接。
8、根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系 統(tǒng)的施工方法為1) 、柔膜制作用透水不透泥砂的高強度纖維布在地面車間制成與井巷及隧道毛斷面相同的柔膜筒，在兩排錨桿孔之間間隔0.5m 4m距離留設(shè)開挖 孔，孔口用同材質(zhì)纖維布縫制封閉筒；2) 、接長柔膜筒在工作面用手提縫紉機或拉鏈將柔膜筒接長，3) 、在巷道周邊鋪設(shè)柔膜筒和鋼筋網(wǎng)；4) 、安裝網(wǎng)架，將拉緊帶拉緊后綁扎在環(huán)向網(wǎng)架桿件上；5) 、通過柔膜筒預(yù)留孔安裝錨桿(8)，并將網(wǎng)架(7)與錨桿(8)用托 板螺母連接，然后通過下一排開挖口 (4)開挖其周圍巖體，開挖完成后，打 錨桿(8)固定工作面巖壁和柔膜筒(1)、安裝網(wǎng)架(7)、打錨桿支護巷道周 邊，視圍巖穩(wěn)定狀況開挖0.4 6米長度后，噴射混凝土封閉網(wǎng)架(7)，以此 類推直至工作面開挖完成，巷道頂板同幫頂以同樣方式支護；6) 、在工作面或緊跟工作面迎頭在剛性支架內(nèi)側(cè)掛設(shè)柔性模板并向柔性 模板內(nèi)泵注混凝土的方法或其它方法進行混凝土永久支護。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柔膜筒和剛性支架與混凝土聯(lián)合支護系統(tǒng)及施工方法。柔膜筒由高強纖維材料的柔模布制成，柔模布上有開錨桿孔及開挖口，錨桿孔及開挖口周邊連接封閉筒，柔模布連接拉緊帶，柔模筒內(nèi)側(cè)置鋼筋網(wǎng)、網(wǎng)架，網(wǎng)架空間及內(nèi)側(cè)模注有混凝土及噴射混凝土，網(wǎng)架通過錨桿與圍巖連接。方法柔膜制作；接長柔膜筒；安裝網(wǎng)架，通過柔膜筒預(yù)留孔安裝錨桿，噴射混凝土封閉網(wǎng)架。使用簡單，施工方便，支護成本低，工人勞動強度低，結(jié)構(gòu)受力更為合理、可靠，剛架與圍巖連成一個整體，共同承載地壓。特別適合含水、松軟、破碎等復(fù)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。
文檔編號E21D11/00GK101493012SQ20091002110
公開日2009年7月29日 申請日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者吳玉意, 王曉利 申請人:王曉利