CN105673038A - 一种双承载拱组合式锚杆支护方法 - Google Patents

一种双承载拱组合式锚杆支护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双承载拱组合式锚杆支护方法,其包括以下步骤:S1、在巷道开挖成型后,沿巷道的开挖断面按设定的间距和排距钻取多个第一锚杆孔;S2、将每个所述第一锚杆孔的孔口段扩孔形成第二锚杆孔;S3、在所述巷道中,按照先顶板后两帮的顺序在所述第二锚杆孔中安装弹性空心锚杆;S4、将第一锚杆穿过所述弹性空心锚杆后安装至所述第一锚杆孔内;S5、在每个所述弹性空心锚杆与所述第一锚杆之间的空隙处注入填充剂;S6、在每个所述第一锚杆的外露端依次套设一托盘和一螺母,旋紧所述螺母,对所述第一锚杆施加预紧力。本发明大大地提高了围岩的整体稳定性和承载能力,施工方便,支护效果良好。<!-- 2 -->

Description

一种双承载拱组合式锚杆支护方法
技术领域
[0001]本发明涉及矿山巷道工程支护技术领域,尤其涉及一种双承载拱组合式锚杆支护方法。
背景技术
[0002]弱胶结软岩,其典型特征为胶结差、强度低、易风化、遇水泥化,巷道开挖后,围岩自稳时间很短、自承能力差,巷道支护和围岩稳定性控制极其困难。弱胶结软岩在我国西部矿山工程、水利、交通工程中大量出现,弱胶结软岩内摩擦角小、内聚力低,岩体裂隙不发育,锚固注浆难以深入围岩,导致普通的锚杆加固效果差、锚固力小、可靠度低。
发明内容
[0003]本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题,从而提供一种加固效果好、可靠度高的双承载拱组合式锚杆支护方法。
[0004]本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:
[0005]本发明提供的双承载拱组合式锚杆支护方法,其包括以下步骤:
[0006] S1、在巷道开挖成型后,沿巷道的开挖断面按设定的间距和排距钻取多个第一锚杆孔;
[0007] S2、将每个所述第一锚杆孔的孔口段扩孔形成第二锚杆孔;
[0008] S3、在所述巷道中,按照先顶板后两帮的顺序在所述第二锚杆孔中安装弹性空心销杆;
[0009] S4、将第一锚杆穿过所述弹性空心锚杆后安装至所述第一锚杆孔内;
[0010] S5、在每个所述弹性空心锚杆与所述第一锚杆之间的空隙处注入填充剂;
[0011] S6、在每个所述第一锚杆的外露端依次套设一托盘和一螺母,旋紧所述螺母,对所述第一锚杆施加预紧力。
[0012] 进一步地,所述步骤S6之后还包括步骤:
[0013] S7、在所述托盘和螺母外部喷射混凝土保护层,封闭所述巷道的围岩。
[0014]进一步地,所述混凝土保护层的强度等级为C20,并采用硅酸盐水泥制作而成,其初凝时间不大于5m i η,终凝时间不大于I Om i m。
[0015]进一步地,所述步骤SI中,所述巷道开挖成型后,先铺设钢筋网,然后再钻取所述第一销杆孔。
[0016]进一步地,所述步骤S4中,所述第一锚杆的安装步骤为:
[0017] S41、先将药卷装入所述第一锚杆孔的孔口处,
[0018] S42、升起锚杆钻机并利用所述第一锚杆的杆体将所述药卷送入所述第一锚杆孔的内部;
[0019] S43、搅拌所述药卷,使其充分混合。
[0020]进一步地,所述药卷为中速树脂锚固剂。
[0021]进一步地,所述弹性空心锚杆和第一锚杆分别为管缝式锚杆和钢筋树脂锚杆。
[0022] 进一步地,所述管缝式锚杆的直径为44-46mm,壁厚为2.2-3mm,长度为lm,且沿其轴向全长开设有宽度为10-12mm的管缝,以及所述管缝式锚杆沿其径向方向上还设置有3%。的锥度。
[0023]进一步地,所述第一锚杆的直径大于所述第一锚杆孔,所述弹性空心锚杆的直径大于所述第二锚杆孔的直径。
[0024]本发明的有益效果在于:通过第一锚杆和弹性空心锚杆组成单元构件,利用弹性空心锚杆在第二锚杆孔内产生的弹性变形,给巷道围岩施加径向压力和切向力,使浅部松散岩体受到聚集加固作用,其增强了围岩的整体性,并且,巷道内的弹性空心锚杆群将巷道周围松动区加固成第一承载拱,巷道内的第一锚杆群在围岩深部进行端部锚固构成第二承载拱,再利用托盘及螺母将第一承载拱和第二承载拱连成一体,其能有效控制弱胶结软岩巷道或破碎岩体隧道的大变形,大大地提高了围岩的整体稳定性和承载能力,施工方便,支护效果良好。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本发明的双承载拱组合式锚杆支护方法的方法流程图;
[0027]图2是本发明的双承载拱组合式锚杆支护方法的支护结构示意图;
[0028]图3是图2的剖面示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0030]参阅图1-3所示,本发明提供的双承载拱组合式锚杆支护方法,其包括以下步骤:
[0031] S1、在巷道I开挖成型后,沿巷道I的开挖断面按设定的间距和排距钻取多个第一销杆孔2 ;
[0032] S2、将每个第一锚杆孔2的孔口段扩孔形成第二锚杆孔3;
[0033] S3、在巷道I中,按照先顶板后两帮的顺序在第二锚杆孔3中安装弹性空心锚杆4;
[0034] S4、将第一锚杆5穿过弹性空心锚杆4后安装至第一锚杆孔2内;
[0035] S5、在每个弹性空心锚杆4与第一锚杆5之间的空隙处注入填充剂10;
[0036] S6、在每个所述第一锚杆5的外露端依次套设一托盘6和一螺母7,旋紧所述螺母7,对所述第一锚杆5施加预紧力。
[0037]在本发明的步骤SI中,可以根据巷道的围岩应力环境和稳定性控制要求,计算确定锚杆支护参数以及锚杆的间距和排距,并可沿开挖断面标记出第一锚杆孔2的钻孔位置,然后钻取第一锚杆孔2。
[0038]同时,在步骤SI中,巷道I开挖成型后,可以先铺设钢筋网,然后再钻取第一锚杆孔2,这样设置的作用在于:在巷道开挖完成后,如果表面围岩比较稳定,没有明显的掉块现象和冒顶片帮的趋势,可以直接进行锚固施工,但弱胶结软岩或破碎岩体往往自稳时间短,喷浆成壳效果差,只有在开挖后并铺设钢筋网后进行锚固,才能起到较好锚固效果,提高稳定性和承载能力。
[0039]步骤S3中,弹性空心锚杆4按照先顶板后两帮的顺序安装,可以减小巷道内的围岩受力变形,提高锚固支护的稳定性和安全性。
[0040]步骤S5中,每个弹性空心锚杆4与第一锚杆5之间的空隙处注入的填充剂5可以优选为水泥浆,水泥浆能保护弹性空心锚杆4和第一锚杆5的杆体,防止被腐蚀破坏,提高了其使用寿命。
[0041 ] 具体地,步骤S6之后还包括步骤:
[0042] S7、在托盘6和螺母7外部喷射混凝土保护层8,封闭巷道I的围岩,混凝土保护层8可以防止托盘6和螺母7的风化松动,从而保证托盘6和螺母7的预紧效果,并且提高其耐腐蚀性,极大地提高了其使用寿命。
[0043]较佳的,为了在保证密封效果的前提下,降低成本,混凝土保护层8喷射厚度为55-65mm,混凝土保护层8的强度等级为C20,并采用硅酸盐水泥制作而成,其初凝时间不大于5min,终凝时间不大于lOmim。
[0044]本发明的步骤S4中,第一锚杆5的安装步骤为:
[0045] S41、先将药卷9装入第一锚杆孔2的孔口处,
[0046] S42、升起销杆钻机并利用第一销杆5的杆体将药卷9送入第一销杆孔2的内部;
[0047] S43、搅拌药卷9,使其充分混合。
[0048]其中,药卷9为中速树脂锚固剂,且为了保证在围岩深部的第一锚杆5端部的锚固结构强度,药卷9的锚固长度300mm。
[0049 ]优选的,弹性空心销杆4和第一销杆5分别为管缝式销杆和钢筋树脂销杆。本实施例中的管缝式锚杆的直径为44-46mm,壁厚为2.2_3mm,长度为Im,且沿其轴向全长开设有宽度为10-12mm的管缝,以及管缝式销杆沿其径向方向上还设置有3%。的锥度,且第一销杆5的直径大于所述第一锚杆孔2,弹性空心锚杆4的直径大于所述第二锚杆孔3的直径。
[0050]本发明中,由于弹性空心锚杆4(管缝式锚杆)的原始直径稍大于第二锚杆孔3的直径并有3%。的锥度,因此,管缝式锚杆进入第二锚杆孔3后,管缝式锚杆因弹性恢复变形,对巷道I围岩的岩体起了聚集加固作用,提高了围岩的整体性和抗剪强度,并且,管缝式锚杆群在围岩浅部形成了比较稳定的浅部锚固区(即第一承载拱),从而将围岩浅部的松动圈加固成承载拱,阻止了塑性区的发展,并承担松动压力;巷道I内的第一锚杆5群在围岩深部进行端部锚固构成深部锚固区(第二承载拱),为第一承载拱提拱约束力,同时还承载围岩深部的变形压力。当浅部围岩发生位移时,由于管缝式锚杆和钢筋树脂锚杆的深部锚固点相连,起到相对固定作用,使得围岩与管缝式锚杆产生相对位移,而且位移方向是沿着管缝式锚杆的直径增大的方向,这样管缝式锚杆的轴向约束力随位移增加而迅速增长,可见,管缝式锚杆能够始终从切向、径向和轴向给围岩提供足够大的加固力,从而保证巷道围岩的长期稳定。
[0051]综上所述,本发明的优点在于:
[0052] 本发明通过第一锚杆5和弹性空心锚杆4组成单元构件,利用弹性空心锚杆4在第二锚杆孔3内产生的弹性变形,给巷道I围岩施加径向压力和切向力,使浅部松散岩体受到聚集加固作用,其增强了围岩的整体性,并且,巷道I内的弹性空心锚杆4群将巷道I周围松动区加固成第一承载拱,巷道I内的第一锚杆5群在围岩深部进行端部锚固构成第二承载拱,再利用托盘6及螺母7将第一承载拱和第二承载拱连成一体,其能有效控制弱胶结软岩巷道或破碎岩体隧道的大变形,大大地提高了围岩的整体稳定性和承载能力,施工方便,支护效果良好。
[0053]以上,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何不经过创造性劳动想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种双承载拱组合式锚杆支护方法,其特征在于:包括以下步骤: 51、在巷道(I)开挖成型后,沿巷道(I)的开挖断面按设定的间距和排距钻取多个第一销杆孔(2); 52、将每个所述第一锚杆孔(2)的孔口段扩孔形成第二锚杆孔(3); 53、在所述巷道(I)中,按照先顶板后两帮的顺序在所述第二锚杆孔(3)中安装弹性空心销杆(4); 54、将第一锚杆(5)穿过所述弹性空心锚杆(4)后安装至所述第一锚杆孔(2)内; 55、在每个所述弹性空心锚杆(4)与所述第一锚杆(5)之间的空隙处注入填充剂(10)。 56、在每个所述第一锚杆(5)的外露端依次套设一托盘(6)和一螺母(7),旋紧所述螺母(7),对所述第一锚杆(5)施加预紧力。
2.如权利要求1所述的双承载拱组合式锚杆支护方法,其特征在于:所述步骤S6之后还包括步骤: 57、在所述托盘(6)和螺母(7)外部喷射混凝土保护层(8),封闭所述巷道(I)的围岩。
3.如权利要求2所述的双承载拱组合式锚杆支护方法,其特征在于:所述混凝土保护层(8)的强度等级为C20,并采用硅酸盐水泥制作而成,其初凝时间不大于5min,终凝时间不大于1mimο
4.如权利要求1或2或3所述的双承载拱组合式锚杆支护方法,其特征在于:所述步骤SI中,所述巷道(I)开挖成型后,先铺设钢筋网,然后再钻取所述第一锚杆孔(2)。
5.如权利要求4所述的双承载拱组合式锚杆支护方法,其特征在于:所述步骤S4中,所述第一锚杆(5)的安装步骤为: 541、先将药卷(9)装入所述第一锚杆孔(2)的孔口处, 542、升起锚杆钻机并利用所述第一锚杆(5)的杆体将所述药卷(9)送入所述第一锚杆孔(2)的内部; 543、搅拌所述药卷(9),使其充分混合。
6.如权利要求5所述的双承载拱组合式锚杆支护方法,其特征在于:所述药卷(9)为中速树脂锚固剂。
7.如权利要求5所述的双承载拱组合式锚杆支护方法,其特征在于:所述弹性空心锚杆(4)和第一销杆(5)分别为管缝式销杆和钢筋树脂销杆。
8.如权利要求7所述的双承载拱组合式锚杆支护方法,其特征在于:所述管缝式锚杆的直径为44-46mm,壁厚为2.2_3mm,长度为Im,且沿其轴向全长开设有宽度为10_12mm的管缝,以及所述管缝式锚杆沿其径向方向上还设置有3%。的锥度。
9.如权利要求8所述的双承载拱组合式锚杆支护方法,其特征在于:所述第一锚杆(5)的直径大于所述第一锚杆孔(2),所述弹性空心锚杆(4)的直径大于所述第二锚杆孔(3)的直径。
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