CN101493013B - 网架与混凝土联合支护装置及在地下工程中的应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了网架与混凝土联合支护装置及在地下工程中的应用方法。多根水平、垂直、斜拉连接管件通过多向节点连接组成网架，锚杆或锚桩通过垫板和螺母与网架连接，另一端与围岩连接，网架与围岩之间的空隙通过混凝土充填，应用方法步骤：多向节点及连接管件的制作；钢套筒型节点网架连接；网架安装后在网架与围岩之间挂设钢筋网片及充填背板袋装混凝土或喷射混凝土，并在网架内侧挂设柔模泵注混凝土，即形成网架与混凝土联合支护。结构随时安装，使用简单，支护成本低，整体性好，结构受力合理，网架与围岩形成整体，共同承载地压。特别适合含水、松软、破碎等复杂地层巷隧支护，广泛用于矿山井巷，隧道，水利、国防等地下工程作临时或永久支护。

Description

网架与混凝土联合支护装置及在地下工程中的应用方法

技术领域

本发明涉及地下工程支护装置，具体涉及网架与混凝土联合支护装置及在地下工程中的应用方法。

背景技术

目前矿山井巷，公路及铁路隧道、水电隧道等地下工程均需临时及永久支护，其形式有棚式支护、锚杆支护、喷射砼支护、现浇砼支护及上述支护方式的组合等。上述支护方式根据其特点用于不同地层支护，但受其使用范围的限制，目前有些特殊地层，采用上述方式仍达不到满意的支护效果，例如在松软地层的大断面井巷或隧道中，锚杆因地层松软无法安装；喷射砼、现浇砼因凝固需要时间，不能及时支护；钢支架因需全断面开挖后方能安装，在开挖过程就可能发生冒顶塌方，钢支架无法安装。因而在松软、破碎地层一般需要采用价格昂贵的特殊施工方法(冻结法)，使工程造价大大提高，施工工期延长。

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，支护结构强度均匀，整体性好，适宜台阶法、硐室法局部开挖，特别适应含水不稳定地层支护的网架与混凝土联合支护装置。

本发明的另一目的是提供支护装置在地下工程中的应用方法。

为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的：本发明的特殊之处在于多根水平、垂直、斜拉连接管件通过多向节点连接组成网架，从而可以局部安装网架进行局部支护，锚杆或锚桩一端通过垫板和螺母与网架连接，另一端与围岩连接，网架与围岩之间用背板或用袋装混凝土、喷射混凝土充填，多向节点与连接管件之间及网架外侧喷射混凝土充填，网架内侧喷射混凝土或挂设柔模并向柔模内泵注混凝土形成网架混凝土联合支护结构。

所述的网架多向节点为钢套筒型节点或螺栓球型节点。

所述的钢套筒型节点的组成部件之一钢管上开有矩形孔，矩形孔内卡入钢筋，钢筋两端及钢管通过无机化学锚固剂与连接管件锚固连接。

一种网架与混凝土联合支护装置在地下工程中的应用方法，按下述步骤进行：

(1)、多向节点及连接管件的制作：

在地面机械加工厂制作多向节点，所述多向节点为钢套筒型节点，每个钢套筒型节点的钢管上开有矩形孔，再将两根钢筋卡入矩形孔并弯成半X型；

(2)、钢套筒型节点与网架的连接：

地下工程开挖后，可在围岩周边的任何部位的上一循环的多向节点上安装连接管件，将无机化学锚固剂浸水后放入连接管件中，连接管件通过锚固剂与钢管及钢筋锚固连接，锚杆或锚桩另一端与开挖后的围岩连接；

(3)、混凝土施工：

网架安装后在网架与围岩之间挂设一层钢筋网片，然后喷射混凝土，或在网架上挂设柔模并向柔模内泵注混凝土。

本发明与现有技术相比，支护装置为组装式结构，可随时安装，使用简单，施工方便，支护成本低，工人劳动强度小，支护结构强度均匀，整体性好，适宜台阶法、硐室法局部开挖，特别适应含水不稳定地层开挖支护，同时可随挖随支不需全断面开挖。该结构与普通网架相比，增加了侧向锚管或锚桩，使支护结构受力更为合理、可靠，网架与围岩连成一个整体，共同承载地压。特别适合含水、松软、破碎等复杂地层巷隧支护，广泛用于矿山井巷，交通隧道，水利、国防等地下工程作临时或永久支护。

附图说明

图1为本发明井巷隧洞横断面网架联合支护结构示意图；

图2为图1网架平面结构示意图；

图3为图1网架与混凝土联合支护结构局部示意图；

图4为钢套筒型节点结构示意图；

图5为图4B-B剖视图；

图6为钢套筒型节点与连接管件连接结构示意图。

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、图2所示，多根水平、垂直、斜拉连接管件1通过多向节点2连接组成网架3，锚杆或锚桩4一端通过垫板和螺母5与网架3连接，锚杆或锚桩4另一端与围岩连接，网架3与围岩之间用背板或用模袋混凝土、喷射混凝土充填，多向节点2与连接管件1之间及网架外侧喷射混凝土充填，网架3内侧喷射混凝土或挂设柔模并向柔模内泵注混凝土形成网架混凝土联合支护结构。

图3、图4、图5、图6所示，一种网架与混凝土联合支护装置在地下工程中的应用方法，按下述步骤进行：

(1)、多向节点及连接管件的制作：

在地面机械加工厂制作多向节点2，所述多向节点2为钢套筒型节点，每个钢套筒型节点的钢管10上开有矩形孔，再将两根钢筋11卡入矩形孔并弯成半X型；

(2)、钢套筒型节点与网架的连接：

地下工程开挖后，可在围岩周边的任何部位的上一循环的多向节点2上安装连接管件1，将无机化学锚固剂9浸水后放入连接管件1中，连接管件1通过锚固剂与钢管10及钢筋11锚固连接，锚杆或锚桩4另一端与开挖后的围岩连接；

(3)、混凝土施工：

网架安装后在网架(3)与围岩之间挂设一层钢筋网片，然后喷射混凝土(7)，或在网架上挂设柔模并向其内泵注混凝土。

多个多向节点2在上、下、45°方向与225°方向各有一根钢筋11外露端，还有钢管10上左、右两管口，再将连接杆件1与多向节点2通过钢筋11与钢管10锚固连接，多个连接管件1通过多向节点2连接组成网架3，并在多向节点紧邻处用锚杆或锚桩4固定网架3，所述网架3仰视方向通过锚栓、垫板及螺母5与围岩连接，网架3外侧与钢筋网片6连接，钢筋网片6上喷射有喷射混凝土7，网架3与围岩之间的空隙通过背板、袋装混凝土或喷射混凝土充填，网架3连接构件与节点之间喷射有喷射混凝土8充填，网架3内侧喷射混凝土8或挂设柔模并向柔模内泵注混凝土。

所述的连接管件1是由钢管或充填混凝土的钢管和锚固剂构成。

所述的节点2，可以是钢套筒型节点或螺栓球型节点或其它网架节点。所述的架后充填物7，可以是背板，喷射混凝土、袋装混凝土。

实施例1

在比较穏定地层时，采用网架3及架后充填背板或袋装混凝土即可。

实施例2

在不穏定地层时，采用网架3与喷射混凝土8，网架3与围岩之间挂设一层钢筋网片，用背板或模袋、喷射混凝土7充填，网架3的内外侧再喷射一层喷射混凝土8即形成网架与混凝土联合支护。

实施例3

网架3采用螺栓球型节点连接时，按现有技术的结构连接方法连接即可，其他按实施例1或实施例2进行。

实施例4

在大断面不稳定地层时，采用网架3与模注混凝土，网架3与围岩之间挂设一层钢筋网片6，用背板、袋装混凝土或喷射混凝土7充填，网架3的外侧再喷射一层喷射混凝土8，并在网架3内侧挂设柔性模板，向柔性模板内泵注混凝土形成网架与混凝土联合支护。

Claims (4)

1.一种网架与混凝土联合支护装置，其特征在于多根水平、垂直、斜拉连接管件(1)通过多向节点(2)连接组成网架(3)，锚杆或锚桩(4)一端通过垫板和螺母(5)与网架(3)连接，锚杆或锚桩(4)另一端与围岩连接，所述网架(3)与围岩之间用背板、模袋混凝土或喷射混凝土充填，多向节点(2)与连接管件(1)之间及网架外侧喷射混凝土充填，网架(3)内侧喷射混凝土或挂设柔模并向柔模内泵注混凝土形成网架混凝土联合支护结构。

2.根据权利要求1所述的网架与混凝土联合支护装置，其特征在于所述的网架多向节点(2)为钢套筒型节点或螺栓球型节点。

3.根据权利要求2所述的网架与混凝土联合支护装置，其特征在于所述钢套筒型节点由钢管(10)及钢筋(11)组成，钢管(10)上开有矩形孔，矩形孔内卡入钢筋(11)，并将钢筋(11)两端及钢管(10)通过无机化学锚固剂(9)与连接管件(1)锚固连接。

4.一种权利要求书1所述的网架与混凝土联合支护装置在地下工程中的应用方法，按下述步骤进行：

(1)、多向节点及连接管件的制作；

在地面机械加工厂制作多向节点(2)，所述多向节点(2)为钢套筒型节点，每个钢套筒型节点的钢管(10)上开有矩形孔，再将两根钢筋(11)卡入矩形孔后，并每根再弯成半X型；

(2)、钢套筒型节点网架的连接；

地下工程开挖后，可在围岩周边的任何部位的上一循环的多向节点(2)上安装连接管件(1)，将无机化学锚固剂(9)浸水后放入连接管件(1)中，连接管件(1)通过锚固剂与钢管(10)及钢筋(11)锚固连接，锚杆或锚桩(4)另一端与开挖后的围岩连接；

(3)、混凝土施工：

网架安装后在网架(3)与围岩之间挂设一层钢筋网片，然后喷射混凝土(7)，或在网架上挂设柔模泵注混凝土，形成网架与混凝土联合支护。

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