CN102996142B - 矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
一种矿山隧道吊环固定式支护结构及其施工方法，其结构包括支护锚杆、支护钢筋网片、型钢钢架和喷射混凝土，支护钢筋网片的外侧紧贴围岩表面，内侧紧贴沿围岩间隔设置的型钢钢架上，前后相邻的两个型钢钢架之间还焊有加强背板，每个型钢钢架上均焊有若干锚杆吊环，所述锚杆吊环的内径大于支护锚杆的外径，支护锚杆穿过锚杆吊环将支护钢筋网片锚固在围岩上，所述支护锚杆、支护钢筋网片、型钢钢架、加强背板和锚杆吊环通过喷射混凝土形成一体。本发明解决了目前支护结构中锚杆与型钢架之间、型钢钢架之间整体性较差的问题，解决了复杂地质条件下软弱围岩隧道大变形易造成围岩塌方、支护结构破坏等问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种隧道支护结构的施工方法，特别是一种用于矿山隧道开挖的新型隧道支护结构的施工方法。
背景技术
矿山隧道等地下工程的隧道开挖后，为了有效的约束和控制围岩变形，加强围岩的稳定性，保证施工安全，均需要施作必要的支护结构。目前用于软弱破碎围岩地段的支护方法一般均为新奥法施工，新奥法即新奥地利隧道施工方法的简称，它是以隧道工程经验和岩体力学的理论为基础，将锚杆和喷射混凝土组合在一起作为主要支护手段的一种施工方法。
锚杆和喷射混凝土组合施工方法中，开挖通过地应力比较复杂的软岩破碎地段时，由于应力释放引起围岩碎胀变形，且变形量大、速度快、持续时间久，对锚杆与型钢架之间、型钢钢架之间整体性要求较高，一旦支护不足以抑制围岩变形的发展，容易发生支护破坏开裂，造成严重的破损，失稳造成坍塌的事故的也不在少数，所以支护的加强是避免复杂地质条件下软弱围岩隧道大变形造成的围岩塌方、支护结构破坏、拱架拆换等问题的关键。
目前的锚杆和喷射混凝土组合支护一般设置有支护锚杆，型钢钢架，支护钢筋网片最后喷射混凝土，而锚杆与型钢架之间、型钢钢架之间整体性则较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，解决目前的锚杆和喷射混凝土组合支护中锚杆与型钢钢架之间、型钢钢架之间整体性较差的技术问题，解决复杂地质条件下软弱围岩隧道大变形易造成围岩塌方、支护结构破坏、拱架拆换等技术问题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种矿山隧道吊环固定式支护结构，包括支护锚杆、支护钢筋网片、型钢钢架和喷射混凝土，支护钢筋网片的外侧紧贴围岩表面，内侧紧贴沿围岩间隔设置的型钢钢架上，前后相邻的两个型钢钢架之间还焊有加强背板，每个型钢钢架上均焊有若干锚杆吊环，所述锚杆吊环的内径大于支护锚杆的外径，支护锚杆穿过锚杆吊环将支护钢筋网片锚固在围岩上，所述支护锚杆、支护钢筋网片、型钢钢架、加强背板和锚杆吊环通过喷射混凝土形成一体。
所述锚杆吊环间隔对称焊接或间隔交错焊接在型钢钢架的两侧边缘。
所述型钢钢架可为双轴对称工字钢或单轴对称工字钢。
所述加强背板可为角钢、槽钢或钢管，每两个前后相邻的型钢钢架之间设置三块以上。
所述喷射混凝土的厚度可为100mm-200mm。
所述型钢钢架可为拱形，其两底端之间连接横向底梁，将型钢钢架连接为闭环结构，所述横向底梁为双轴对称工字钢、单轴对称工字钢或槽钢。
这种矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，步骤如下：
步骤一、开挖围岩，排除松动岩块的危险后，将支护钢筋网片在围岩表面定位；
步骤二、将各型钢钢架在支护钢筋网片的外露面定位；
步骤三、在前后相邻的两个型钢钢架之间焊接至少三道加强背板；
步骤四、在型钢钢架的两侧边缘间隔焊接锚杆吊环；
步骤五、将支护锚杆顺序穿过锚杆吊环和支护钢筋网片的网眼将支护钢筋网片锚固在围岩上；
步骤六、施做喷射混凝土将所有支护构件连接成整体。
所述步骤二或步骤三之后，在所述型钢钢架的两底端之间连接横向底梁，将型钢钢架连接为闭环结构。
与现有技术相比本发明具有以下特点和有益效果：
本发明在型钢钢架上设置支护锚杆的吊环，型钢钢架之间使用加强背板连接，克服了传统支护中锚杆与型钢钢架之间、型钢钢架之间整体性较差的技术问题，使整个支护的受力保持一致，增强结构整体性和对围岩的承载能力。
本发明在隧道两侧的型钢钢架底部设置底梁，底梁将两个型钢钢架连接为一体，增加了型钢钢架对围岩的承载能力。
本发明解决了复杂地质条件下软弱围岩隧道大变形易造成围岩塌方、支护结构破坏、拱架拆换等技术问题，稳定性可靠性更强，其与周围破碎的岩体形成一个有机整体，有效降低围岩应力，确保了施工的安全和施工进度。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。
图1是本发明支护结构的示意图。
图2是图1中隧道顶部支护结构中A-A剖面的局部结构示意图。
图3是图1中隧道边墙B方向的支护结构示意图。
附图标记：1－支护锚杆、2－支护钢筋网片、3－喷射混凝土、4－型钢钢架、4.1－型钢钢架a、4.2－型钢钢架b、5－加强背板、6－锚杆吊环、7－横向底梁、8－围岩。
具体实施方式
实施例参见图1-2所示，一种矿山隧道吊环固定式支护结构，包括支护锚杆1、支护钢筋网片2、型钢钢架4和喷射混凝土3，支护钢筋网片2的外侧紧贴围岩8表面，内侧紧贴沿围岩间隔设置的型钢钢架4上，型钢钢架4为双轴对称工字钢或单轴对称工字钢。
参见图3所示，前后相邻的两个型钢钢架即型钢钢架a4.1和型钢钢架b4.2之间还焊有加强背板5，所述加强背板5为角钢、槽钢或钢管，每两个前后相邻的型钢钢架4之间设置三块以上，加强背板将彼此孤立的型钢钢架连接为一个整体，增加了型钢钢架的整体性和对围岩的支撑能力。
每个型钢钢架4上均焊有若干锚杆吊环6，锚杆吊环6间隔对称焊接或间隔交错焊接在型钢钢架4的两侧边缘，所述锚杆吊环6的内径大于支护锚杆1的外径，位于锚杆吊环6附近的支护锚杆1穿过锚杆吊环6将支护钢筋网片2锚固在围岩8上，其余支护锚杆1还按照原设计锚固。支护锚杆1、支护钢筋网片2、型钢钢架4、加强背板5和锚杆吊环6通过喷射混凝土3形成一体，喷射混凝土3的厚度为100mm-200mm。
所述型钢钢架4为拱形，若型钢钢架底部的岩体不稳定，可在两个型钢钢架底端之间连接横向底梁7，将型钢钢架连接为闭环结构成为一个有机整体来增加型钢钢架底部对围岩的承载能力，所述横向底梁7为双轴对称工字钢、单轴对称工字钢或槽钢。
这种矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，步骤如下：
步骤一、开挖围岩，排除松动岩块的危险后，将支护钢筋网片2在围岩8表面定位。
步骤二、将各型钢钢架4在支护钢筋网片2的外露面定位。
步骤三、在前后相邻的两个型钢钢架4之间焊接至少三道加强背板5；
步骤四、在型钢钢架4的两侧边缘间隔焊接锚杆吊环6；
步骤五、将支护锚杆1顺序穿过锚杆吊环6和支护钢筋网片2的网眼将支护钢筋网片2锚固在围岩上；
步骤六、施做喷射混凝土3将所有支护构件连接成整体。
所述步骤二或步骤三之后，在所述型钢钢架4的两底端之间连接横向底梁7，将型钢钢架连接为闭环结构。
本发明并不仅仅局限于本实施例，根据施工现场情况和技术要求，其技术指标和参数均可以作相应的改变。
例如实施例的支护结构中，钢筋网片网格间距可设为10cm×10cm，喷射混凝土3厚度取50mm，使各构件形成一体。
实施例的支护结构中，型钢钢架4为工字钢钢架，加强背板5为槽钢，根据实际情况可采用多块平行的加强背板5将前后两个相邻的型钢钢架4焊接起来，焊接位置为工字钢钢架的上翼缘下侧，沿工字钢的长度方向间隔设置，锚杆吊环6焊接在工字钢钢架的上翼缘的两侧，左右依次间隔焊接，喷射混凝土3厚度取200mm，将所有构件连接成为一个有机的整体，横向底梁7为工字钢。支护结构与破碎的围岩形成一个整体，可以充分利用围岩的自承能力在短时间内来抵抗围岩顶部传来的压力。
Claims (7)
1.一种矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，支护结构包括支护锚杆（1）、支护钢筋网片（2）、型钢钢架（4）和喷射混凝土（3），支护钢筋网片（2）的外侧紧贴围岩（8）表面，内侧紧贴沿围岩间隔设置的型钢钢架（4）上，其特征在于：前后相邻的两个型钢钢架（4）之间还焊有加强背板（5），每个型钢钢架（4）上均焊有若干锚杆吊环（6），所述锚杆吊环（6）的内径大于支护锚杆（1）的外径，支护锚杆（1）穿过锚杆吊环（6）将支护钢筋网片（2）锚固在围岩（8）上，所述支护锚杆（1）、支护钢筋网片（2）、型钢钢架（4）、加强背板（5）和锚杆吊环（6）通过喷射混凝土（3）形成一体，
这种支护结构的施工方法步骤如下：
步骤一、开挖围岩，排除松动岩块的危险后，将支护钢筋网片（2）在围岩（8）表面定位；
步骤二、将各型钢钢架（4）在支护钢筋网片（2）的外露面定位；
步骤三、在前后相邻的两个型钢钢架（4）之间焊接至少三道加强背板（5）；
步骤四、在型钢钢架（4）的两侧边缘间隔焊接锚杆吊环（6）；
步骤五、将支护锚杆（1）顺序穿过锚杆吊环（6）和支护钢筋网片（2）的网眼将支护钢筋网片（2）锚固在围岩上；
步骤六、施做喷射混凝土（3）将所有支护构件连接成整体。
2.根据权利要求1所述的矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，其特征在于：所述锚杆吊环（6）间隔对称焊接或间隔交错焊接在型钢钢架（4）的两侧边缘。
3.根据权利要求1所述的矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，其特征在于：所述型钢钢架（4）为双轴对称工字钢或单轴对称工字钢。
4.根据权利要求1所述的矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，其特征在于：所述加强背板（5）为角钢、槽钢或钢管，每两个前后相邻的型钢钢架（4）之间设置三块以上。
5.根据权利要求1所述的矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，其特征在于：所述喷射混凝土（3）的厚度为100mm-200mm。
6.根据权利要求1所述的矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，其特征在于：所述型钢钢架（4）为拱形，其两底端之间连接横向底梁（7），将型钢钢架连接为闭环结构，所述横向底梁（7）为双轴对称工字钢、单轴对称工字钢或槽钢。
7.根据权利要求1所述的矿山隧道吊环固定式支护结构的施工方法，其特征在于：所述步骤二或步骤三之后，在所述型钢钢架（4）的两底端之间连接横向底梁（7），将型钢钢架连接为闭环结构。
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