CN101144386A - 一次性可弯曲柔性模板装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一次性可弯曲柔性模板装置及施工方法。包括锚杆及锚固剂、垫板及螺母，围岩内侧置有一次性可弯曲柔性空心模板，一次性可弯曲柔性模板内侧置有钢性网片，空心模板和钢性网片通过锚杆及锚固剂、垫板及螺母与围岩相连接，空心模板内腔充填混凝土。施工方法：柔性模板制作，安装锚杆，挂设柔性模板及刚性网片，安装垫板及螺母，灌注混凝土。具有结构简单，施工方便，支护成本低，劳动强度低，施工速度快，模板一次安装不拆除，永久支护，围岩与连续整体混凝土支护体共同作用承载地压。成本每米节约150元～250元，支护速度提高40％以上。适用于矿山井巷、铁路、水利、公路、国防工程隧道施工。

Description

一次性可弯曲柔性模板装置及施工方法

技术领域

本发明涉及地下工程永久支护装置，具体涉及一次性可弯曲柔性模板装置及施工方法。

背景技术

现有的矿山井筒、巷道、铁路、水利、公路、国防工程的隧道都需要临时及永久支护，其支护施工有的采用喷射混凝土及锚杆联合支护，有的采用现浇混凝土作永久支护，现浇混凝土施工时，首先要在巷道或隧道沿开挖的岩石内表面一定距离支撑起木材或钢材制作的拱形或圆形或三心拱形的模板，在模板与岩石内表面之间浇注混凝土，待浇注的混凝土凝结硬化后，又要将模板拆除，再立模板，灌注混凝土，再拆除，这种施工方法存在模板拆除时，容易损坏模板，施工时工人劳动强度大，施工速度慢，支护速度跟不上掘进速度，对地质条件差的工程还需要先作临时支护，再作永支护，无形中加大了支护成本，耽误施工工期等缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单，施工方便，支护成本低，工人劳动强度小，施工速度快的一次性可弯曲柔性模板装置。

本发明的另一目的是提供一次性可弯曲柔性模板装置的施工方法。

为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这祥解决的：一次性可弯曲柔性模板装置，包括锚杆、垫板及螺母，其突出的实质性特点和显著的进步在于围岩内侧置有一次性可弯曲柔性空心模板或模板内侧置有钢性网片，所述一次性可弯曲柔性空心模板和刚性网片通过锚杆及锚固剂、垫板及螺母与围岩相连接，所述一次性可弯曲柔性空心模板内腔充填混凝土。

一次性可弯曲柔性模板装置的施工方法，按下述步骤进行：

(1)、可弯曲柔性空心模板制作

按照巷道或隧道断面形状制作满足施工需要的可弯曲柔性空心模板，内外层距离为混凝土设计厚度，在灌注混凝土部位缝制灌浆口，按设计的锚杆位置预留锚杆孔；

(2)锚杆安装

按设计标定锚杆眼位、打锚杆眼、锚杆孔内依次装药卷、安装锚杆杆体、杆体外露部分为模板厚度加40mm～70mm或50mm～60mm。

(3)、可弯曲柔性空心模板挂设

使锚杆穿过可弯曲柔性空心模板上预留的锚杆孔，然后挂设钢性网片，安装垫板及螺母，垫片与网距岩面保持混凝土设计厚度距离。

(4)、灌注混凝土施工

①、混凝土搅拌

在地面用混凝土搅拌机按照设计配合比搅拌干料，不加速凝剂；在工作面附近设置搅拌机，把搅拌干料投入搅拌机加水搅拌；

②、混凝土浇筑

用铁皮或薄钢板制做成溜槽，把搅拌均匀的混凝土浆体溜到混凝土输送泵的料斗内，速凝剂通过泵送到混凝土泵管头部加入；

下部混凝土浇筑：首先用混凝土输送泵的软管插入到可弯曲柔性空心模板缝制灌浆口内从拱腰灌输口浇筑拱腰以下混凝土，人工用钢管或木棍敲击震捣，两边均匀浇筑，下部灌注完毕后，处理封口；

拱顶混凝土灌注：用混凝土输送泵的软管插入到可弯曲柔性空心模板缝制灌浆口内从拱顶开始灌注，采用人工敲击的办法震捣。

本发明与现有技术相比，具有结构简单，施工方便，支护成本低，工人劳动强度小，施工速度快的特点，所说的一次性可弯曲柔性空心模板是由双层高强度纤维布构成，用高强度纤维布去取代现有的金属模板或木模板，其双层高强度纤维布上设置有纵向加强肋和横向加强肋和混凝土厚度纵横向控制肋，所述加强肋是为了增加纤维布的抗拉强度，当混凝土充填在布袋内，纵向加强肋和横向加强肋可以阻止混凝土注入后变形过大，同时，在一次性可弯曲柔性空心模板的外层还置有刚性网柔性模板。钢性网片、空心模板用固定在岩石中的锚杆托拉。由于该模板是柔性，可随不同形状的断面的变化而变化，这种一次性可弯曲柔性模板装置一次安装后，就不再拆除，一次成型，永久支护，对围岩进行高强度的快速支护，使围岩不产生或少产生裂隙，避免水的侵入，围岩与连续整体混凝土支护体共同作用承载地压。支护成本每米可节约资金150元～250元，支护速度可提高40％以上。特别适应含水、软岩等复杂地层巷隧支护，广泛适用于矿山立井、斜井、巷道、铁路、水利、公路、国防工程的隧道施工。

附图说明

图1为本发明装置与隧道衬砌结构示意图；

图2为图1可弯曲柔性空心模板自封口结构示意图；

图3为图1可弯曲柔性空心模板俯视结构示意图；

图4为图31-I剖视结构示意图；

图5为图3II-II剖视结构示意图。

具体实施方式

附图为本发明的实施例。

下面结合附图对本发明的内容作进一步说明：

参照图1所示，一次性可弯曲柔性模板装置，包括锚杆2、垫板及螺母5，其围岩1内侧置有一次性可弯曲柔性空心模板3或内侧置有钢性网片4，所述一次性可弯曲柔性空心模板3和钢性网片4通过锚杆2、垫板及螺母5与围岩1相连接，所述一次性可弯曲柔性空心模板3内腔充填混凝土6。

所述一次性可弯曲柔性空心模板3与围岩1内表面周边用锚杆及锚固剂2、垫板及螺母5间隔连接。

图2所述一次性可弯曲柔性空心模板3上缝制有灌浆口11，其灌浆口11部分除伸在一次性可弯曲柔性空心模板3体外，灌浆口11又返折回一次性可弯曲柔性空心模板3体内，泵送混凝土浇注满空心模板3后，混凝土泵不在运行，此时其输入端口无压力，伸入到空心模板3体内的部分灌浆口11在混凝土的压力下灌浆口11自行封闭。

图3、图4、图5所示，所述一次性可弯曲柔性空心模板是由双层高强度纤维布构成，其断面可以是正方形、长方形、圆形、梯形、三角形或三角形与倒三角形联合。

所述一次性可弯曲柔性空心模板3上设置有纵向加强肋8和横向加强肋7和混凝土厚度纵横向控制肋9、10，纵向加强肋8和横向加强肋7可以阻止注入混凝土后模板过大的变形。

实施例

一种权利要求1所述一次性可弯曲柔性模板装置的施工方法，按下述步骤进行：

(1)、锚杆安装

锚杆采用无机化学螺纹钢锚杆，顶部锚杆采用Φ22×2000mm螺纹钢锚杆，帮部锚杆采用Φ22×800mm螺纹钢锚杆，丝扣长度300mm。

锚杆安装工艺为打锚杆孔、清锚杆孔、锚杆孔内依次装药卷、装锚杆杆体，杆体外露250mm。

(2)、可弯曲柔性模板及网片制作施工

①、柔性模板制作

按照巷道断面形状制作满足施工需要的柔性模板，内外层距离为200mm，在中间和拱腰部位缝制灌浆口11，灌浆口11内外长度不小于300mm。按设计锚杆位置预留锚杆孔。

②、刚性网制作

刚性网片采用Φ8圆钢，100×100mm间距，在钢筋加工棚加工。

③、可弯曲柔性空心模板及网片挂设

使锚杆2穿过可弯曲柔性空心模板3，然后挂设钢性网片4，安装垫板5，使锚杆2和钢性网片4共同固定可弯曲柔性空心模板3；钢性网片4搭接长度不小于100mm，使各钢性网片4形成一个整体，钢性网片4与岩面距离200mm，当围岩整体性完整，也可以不挂设钢性网片4；

3)、灌注混凝土施工

①、混凝土搅拌

在地面用混凝土搅拌机按照设计配合比搅拌干料，不加速凝剂；在工作面附近设置搅拌机，把搅拌干料投入搅拌机加水搅拌；

②、混凝土浇筑

用铁皮或薄钢板制做成溜槽，把搅拌均匀的混凝土浆体溜到混凝土输送泵的料斗内，速凝剂通过泵送到混凝土泵管头部加入；

下部混凝土浇筑：首先用混凝土输送泵的软管插入到可弯曲柔性空心模板缝制灌浆口内从拱腰灌输口浇筑拱腰以下混凝土，人工用钢管敲击震捣，两边均匀浇筑，下部灌注完毕后，处理封口；

拱顶混凝土灌注：用混凝土输送泵的软管插入到可弯曲柔性空心模板缝制灌浆口内从拱顶开始灌注，采用人工敲击的办法震捣。

综上所述，本发明具有以下特点：

1)、本发明采用锚杆与模筑混凝土联合支护方式适用性广，特别适用于泥岩、含水等复杂地层巷隧支护，可避免了锚孔进入含水层将水导入巷道致使松软围岩遇水软化。在含水层距巷道较近区段内将模筑混凝土厚度加大缩短锚杆长度，确保锚杆孔不进入含水层。

2)、模筑混凝土整体式支护可封闭围岩，避免围岩与水和空气接触，保证其强度与完整性，使其与支护体一起承载地压。

3)、顶部长锚杆紧跟迎头安装，既可作为临时支护保证施工安全，又可作为悬挂、固定柔性模板的结构件。后期又是混凝土支护体与围岩的连接构件，一举三得。帮部短锚杆仅作为固定柔性模板和连接混凝土支护体与围岩的构件之用。

4)、钢性网的作用是与锚杆共同固定柔性模板，同时加强混凝土支护结构。

5)、设计采用高强柔性模板，施工方便，同时提高混凝土支护体的抗拉强度。

6)、设计采用快硬高强混凝土大大提高支护的安全可靠性，混凝土的高强度可减少开挖量。混凝土快硬性能可在工作面端部效应丧失以前给围岩及时提供支护力，避免了因围岩产生裂隙破坏而引起水的侵入，产生更大的破坏。可大大提高了施工速度。与普通喷射混凝土相比强度高，避免回弹损失，降低了成本。

7)、巷隧支护除锚杆快硬高强柔性模筑混凝土整体式支护外，因一次性可弯曲柔性空心模板3是不用拆除，增加和补充了由于混凝土抗拉强度低的缺陷。

8)、锚杆快硬高强柔性模筑混凝土整体式支护是一种新型快速支护方式，适合快速安全施工的要求。

Claims (6)

1.一种一次性可弯曲柔性模板装置，包括锚杆(2)、垫板及螺母(5)，其特征在于隧道或巷道围岩(1)内侧置有一次性可弯曲柔性空心模板(3)，一次性可弯曲柔性模板(3)内侧或置有刚性网片(4)，所述一次性可弯曲柔性空心模板(3)或刚性网片(4)通过锚杆(2)、垫板及螺母(5)与围岩(1)相连接，所述一次性可弯曲柔性空心模板(3)内腔充填混凝土(6)。

2.根据权利要求1所述一次性可弯曲柔性模板装置，其特征在于所述一次性可弯曲柔性空心模板(3)与围岩(1)用锚杆(2)、垫板及螺母(5)间隔连接。

3.根据权利要求1所述一次性可弯曲柔性模板装置，其特征在于所述一次性可弯曲柔性空心模板是由双层高强度纤维布构成。

4.根据权利要求1所述一次性可弯曲柔性模板装置，其特征在于所述一次性可弯曲柔性空心模板(3)断面可以是正方形、长方形、圆形、梯形、三角形或三角形与倒三角形联合。

5.根据权利要求1或3所述一次性可弯曲柔性模板装置，其特征在于所述一次性可弯曲柔性空心模板(3)上设置有纵向加强肋(8)和横向加强肋(7)和混凝土厚度横纵向控制肋(9、10)。

6.一种权利要求1所述一次性可弯曲柔性模板装置的施工方法，按下述步骤进行：

(1)、可弯曲柔性空心模板制作

按照巷道或隧道断面形状制作满足施工需要的可弯曲柔性空心模板，内外层距离为混凝土设计厚度，在灌注混凝土部位缝制灌浆口，按设计的锚杆位置预留锚杆孔；

(2)锚杆安装

按设计标定锚杆眼位、打锚杆眼、锚杆孔内依次装药卷、安装锚杆杆体、杆体外露部分为模板厚度加40mm～70mm。

(3)、可弯曲柔性空心模板挂设

使锚杆穿过可弯曲柔性空心模板上预留的锚杆孔，然后挂设钢性网片，安装垫板及螺母，垫片与网距岩面保持混凝土设计厚度距离。

(4)、灌注混凝土施工

 ①、混凝土搅拌

在地面用混凝土搅拌机按照设计配合比搅拌干料，不加速凝剂；在混凝土输送泵附近设置搅拌机，把搅拌干料投入搅拌机加水搅拌；

②、混凝土浇筑

用铁皮或薄钢板制做成溜槽，把搅拌均匀的混凝土浆体溜到混凝土输送泵的料斗内，速凝剂通过泵送到混凝土泵管头部加入；

下部混凝土浇筑：首先用混凝土输送泵的软管插入到可弯曲柔性空心模板缝制灌浆口内从墙中部灌输口浇筑墙中部以下混凝土，人工用钢管敲击震捣，两边均匀浇筑，下部灌注完毕后，处理封口；

顶部混凝土灌注：用混凝土输送泵的软管插入到可弯曲柔性空心模板缝制灌浆口内从顶部开始灌注，采用人工敲击的办法震捣。

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