CN110985078A - 一种高阻让压大变形表面支护系统及其安装方法 - Google Patents
一种高阻让压大变形表面支护系统及其安装方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110985078A CN110985078A CN201911164719.8A CN201911164719A CN110985078A CN 110985078 A CN110985078 A CN 110985078A CN 201911164719 A CN201911164719 A CN 201911164719A CN 110985078 A CN110985078 A CN 110985078A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steel strand
- steel
- supporting system
- tray
- mesh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 80
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 80
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 41
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 12
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 9
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 8
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 2
- 239000011378 shotcrete Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D11/00—Lining tunnels, galleries or other underground cavities, e.g. large underground chambers; Linings therefor; Making such linings in situ, e.g. by assembling
- E21D11/14—Lining predominantly with metal
- E21D11/15—Plate linings; Laggings, i.e. linings designed for holding back formation material or for transmitting the load to main supporting members
- E21D11/152—Laggings made of grids or nettings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Architecture (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高阻让压大变形表面支护系统，包括钢筋网、钢绞线以及限位托盘，钢筋网的每个网格边上通过钢筋折弯形成折弯部，钢绞线在多个锚杆之间环绕并覆盖在钢筋网外侧面上，锚杆端部安装限位托盘，限位托盘穿过锚杆并盖住钢绞线，在锚杆外露端用球形螺母旋紧将限位托盘向钢绞线挤压固定。该表面支护系统可以很好的促进表面支护构件和锚杆之间的有效载荷分担，当围岩向临空面挤压变形时，围岩表面的钢筋网连同钢绞线将发生拉伸变形，而钢绞线由限位托盘牢固的连接在锚杆上，从而将载荷转移到锚杆上，可以解决传统支护网易撕裂、变形能力差、承载强度低的问题，尤其适用于岩爆和挤压大变形等极端围岩条件下的巷道支护。
Description
技术领域
本发明涉及地下工程支护技术领域，具体涉及一种高阻让压大变形表面支护系统及其安装方法。
背景技术
巷道围岩控制现已成为地下采矿的重要组成部分，是控制矿山岩土灾害的主要手段，包括岩崩、岩爆、崩塌和基础设施的损坏。由于我国采矿作业越来越多地向深部发展，围岩应力环境也随之增高，岩土灾害发生的也越来越频繁。当岩体强度较低，地应力超过岩体的强度时，围岩将在高应力作用下发生挤压大变形，需要采用合理的围岩支护方案来控制围岩的收敛、底板隆起或顶板下沉。而当岩体强度较高时，开采诱发的矿震和岩爆就会成为另一个问题。对于挤压大变形和岩爆这类极端围岩条件，支护系统的特性必须与围岩条件相匹配，除了要能够充分发挥围岩的自承能力外，还必须允许围岩发生破坏，并能承受较大的变形或破碎岩石的冲击作用。
为了应对挤压大变形和岩爆型围岩，过去常采用提高围岩支护强度的方法，如增大锚杆/索的强度，增多锚杆索的数量或加厚喷层厚度，然而这种方法没有考虑岩体的变形需求。实践表明，这种方法在挤压大变形型围岩时很少奏效，通常会导致围岩支护系统的失效、巷道的频繁修复、围岩支护费用增大以及修复工作对生产的严重干扰。随后，又提出了柔性支护方案，所采用的支护系统一般由加固构件(锚杆)和表面支护构件(喷射混凝土和金属网)。对于锚杆、索等加固构件，经过多年的发展，已经开发出了同时具备高工作阻力和大变形能力的一系列新型锚杆，如，恒阻大变形锚杆、D型锚杆、Garford锚杆、Yield-Lok锚杆等，锚杆的强度可以达到20t以上，变形能力也可以做到1000mm甚至更高。而对于表面支护构件，目前矿山使用的表面支护材料中，金属网变形能力较好，但强度较低，承载力一般只能达到2到3t，而喷射混凝土强度较高，但变形能力较小，由于各自的限制，在复杂围岩条件下，通常的做法是两者都使用，既昂贵又耗时，表面支护构件已成为支护系统的短板，无法与锚杆加固构件协同承载。
因此，基于以上表面支护构件存在的不足，亟需一种可以承受较大的荷载，且具有良好的变形适应能力的新型表面支护构件，以更好的提高锚杆支护系统在复杂工程环境下的整体支护能力。
发明内容
鉴于上述现有技术中表面支护构件存在变形能力小、强度低，无法与加固构件协同承载的问题，本发明公开一种高阻让压大变形表面支护系统能够有效弥补上述不足，采用的具体技术方案为：
一种高阻让压大变形表面支护系统，包括钢筋网、钢绞线以及限位托盘，所述钢筋网的每个网格边上通过钢筋折弯形成折弯部，钢绞线在多个锚杆之间环绕并覆盖在钢筋网外侧面上，锚杆端部安装限位托盘，限位托盘内表面将钢绞线挤压在钢筋网表面。
进一步设置，所述折弯部沿网格面内方向折弯。
进一步设置，所述折弯部沿垂直于网格面方向折弯。
进一步设置，所述钢筋网单元网片的尺寸为2.4×3.0m，所使用的钢筋直径规格为5～6mm，网格尺寸为100×100mm。
进一步设置，所述折弯部为U型结构，U型开口处宽度为30～40mm，U型中心底面距离网格边的垂直高度为30～50mm。
进一步设置，所述钢绞线由7股钢丝拧成一股构成，钢绞线的直径为12.7mm，钢绞线的抗拉强度为180Kn。
进一步设置，所述钢筋网单元内部覆盖的钢绞线采用八字形结构环绕，钢筋网单元四周边缘拼接处覆盖的钢绞线沿拼接面的锚杆采用框式环绕方式，使得拼接处的锚杆两侧各有一道与网格边平行的钢绞线。
进一步设置，所述限位托盘为蝶形托盘，限位托盘尺寸为120×120mm。
进一步设置，所述限位托盘其中一个对称边上设置腹板，腹板高度小于等于钢绞线直径。
本发明还公开一种高阻让压大变形表面支护系统安装方法，包括上述表面支护系统以及锚杆，安装方法包括：
(1)在围岩上钻孔，并安装锚杆；
(2)将钢筋网平铺于围岩表面，并令锚杆穿过钢筋网的网格，将钢绞线沿多个锚杆之间环绕并覆盖在钢筋网外表面上；
(3)将限位托盘穿过锚杆并盖住钢绞线，在锚杆外露端用球形螺母旋紧将限位托盘向钢绞线挤压固定。
本发明的有益效果：
1)通过对钢筋网格设置U型折弯部，可以有效解决传统支护网在变形较大时易断丝、易撕裂的问题，将变形能力从200mm提高至800～900mm以上；
2)通过在钢筋网上环绕设置高强度钢绞线，不仅可以将表面支护系统的承载能力由传统支护网的2～3t提高至18t，还可以将钢筋网所承受的围岩变形压力借助限位托板的固定作用扩散至所有锚杆上，从而将表面支护构件和锚杆支护组合成有效的协同承载整体，成本低、安装迅速。
附图说明
图1为本发明实施例中表面支护系统结构示意图；
图2为图1中钢筋网结构一的局部放大示意图；
图3为图1中钢筋网结构二的局部放大示意图；
图4为本发明实施例中表面支护系统安装后剖面示意图。
图中：1、钢筋网；101、折弯部；2、钢绞线；3、限位托盘；301、腹板；4、球形螺母；5、锚杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实施例公开一种高阻让压大变形表面支护系统及其安装方法，如图1至4所示，其中表面支护系统包括钢筋网1、钢绞线2以及限位托盘3。传统锚网由钢丝折弯成网格状，网格边为直线拉伸，由于拉伸后的钢丝变形能力差、且容易在围岩大变形时被撕裂拉断，使得锚网先失去支护作用，成为整个支护系统的一个短板。为了解决该问题，本发明钢筋网1的每个网格边上通过钢筋折弯形成一U型折弯部101，该折弯部101可以如图2所示沿网格面内方向折弯，也可以如图3所示沿垂直于网格面方向折弯，该折弯部101使得钢筋网1具有较强的变形能力，能够从传统锚网的200mm提高至800～900mm以上，效果十分显著。图2和图3方式提升的变形能力相同，但图3方式不占用网格面内空间，对后期将钢筋网1安装在围岩上并令锚杆5从网格中穿出时不受影响。钢筋网1在铺设时由多块钢筋网单元拼接而成，本实施例中将钢筋网单元网片的尺寸设计为2.4×3.0m，所使用的钢筋直径规格为5～6mm，每个网格的尺寸为100×100mm。折弯部101U型开口处宽度设计为30～40mm，U型中心底面距离网格边的垂直高度为30～50mm。
通过上述对钢筋网1的结构改进令其提升了变形能力，还需要提升表面支护系统的承载能力，使之能够与锚杆5的自身承载能力相匹配，从而令表面支护构件和锚杆支护组合成有效的协同承载整体。因此，还在钢筋网1的外表面上覆盖一层环绕布设的钢绞线2，对于钢筋网单元面内覆盖的钢绞线2主要沿多个锚杆5之间呈八字形结构环绕，考虑到增加钢筋网单元拼接处的强度，相互拼接的钢筋网单元四周边缘拼接处的钢绞线2沿拼接面部署的锚杆5形成框式环绕，即如图1所示在拼接面的锚杆5两侧各有一道与网格边平行的钢绞线2。同时，为了提升钢绞线2自身的强度，本实施例中的钢绞线2由7股钢丝拧成一股构成，形成的钢绞线2的直径为12.7mm，此时钢绞线2的抗拉强度为180Kn。
钢绞线2被夹持在钢筋网1与限位托盘3之间，本实施例中限位托盘3采用蝶形托盘，限位托盘尺寸设计为120×120mm，限位托盘3将钢绞线2紧紧挤压在钢筋网1上，为了方便钢绞线2从限位托盘3中穿过，限位托盘3上需设置让位空间，同时考虑到对锚杆5两侧钢绞线2的左右限位(例如图1中钢筋网单元拼接处锚杆两侧平行的两道钢绞线)，还在限位托盘3对称边左右两侧分别设置腹板301，腹板301的高度需小于或等于钢绞线2直径，本实施例中将腹板301高度设计为10mm，通过锚杆5外露端安装的球形螺母4的旋紧，可以实现对钢绞线2的挤压。由于腹板301的存在，可以有效防止钢绞线2左右移动，避免滑出限位托盘3的挤压范围。
上述表面支护系统使用安装时，如图4所示，先在围岩上钻孔，并安装锚杆5，将多块钢筋网1平铺于围岩表面，并令锚杆5穿过钢筋网1的网格，然后将钢绞线2沿多个锚杆5之间环绕并覆盖在钢筋网1外表面上，将限位托盘3穿过锚杆5并盖住钢绞线2，在锚杆5外露端用球形螺母4旋紧将限位托盘3向钢绞线2挤压固定。
按照上述给出的方式对围岩进行支护，整个表面支护系统可以很好的促进表面支护构件和锚杆之间的有效载荷分担，当围岩向临空面挤压变形时，围岩表面的钢筋网1连同钢绞线2将发生拉伸变形，钢筋网1上的折弯部101具有很大的变形空间，使得钢筋网1不易断裂，而钢绞线2由限位托盘3牢固的连接在锚杆5上，从而可以将载荷转移到锚杆5上，这样就令表面支护构件和锚杆支护组合成有效的协同承载整体，可以解决传统支护网易撕裂、变形能力差、承载强度低的问题，尤其适用于岩爆和挤压大变形等极端围岩条件下的巷道支护。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种高阻让压大变形表面支护系统，其特征在于：包括钢筋网、钢绞线以及限位托盘，所述钢筋网的每个网格边上通过钢筋折弯形成折弯部，钢绞线在多个锚杆之间环绕并覆盖在钢筋网外侧面上，锚杆端部安装限位托盘，限位托盘内表面将钢绞线挤压在钢筋网表面。
2.根据权利要求1所述的一种高阻让压大变形表面支护系统，其特征在于：所述折弯部沿网格面内方向折弯。
3.根据权利要求1所述的一种高阻让压大变形表面支护系统，其特征在于：所述折弯部沿垂直于网格面方向折弯。
4.根据权利要求1所述的一种高阻让压大变形表面支护系统，其特征在于：所述钢筋网单元网片的尺寸为2.4×3.0m，所使用的钢筋直径规格为5～6mm，网格尺寸为100×100mm。
5.根据权利要求1所述的一种高阻让压大变形表面支护系统，其特征在于：所述折弯部为U型结构，U型开口处宽度为30～40mm，U型中心底面距离网格边的垂直高度为30～50mm。
6.根据权利要求1所述的一种高阻让压大变形表面支护系统，其特征在于：所述钢绞线由7股钢丝拧成一股构成，钢绞线的直径为12.7mm，钢绞线的抗拉强度为180Kn。
7.根据权利要求1所述的一种高阻让压大变形表面支护系统，其特征在于：所述钢筋网单元内部覆盖的钢绞线采用八字形结构环绕，钢筋网单元四周边缘拼接处覆盖的钢绞线沿拼接面的锚杆采用框式环绕方式，使得拼接处的锚杆两侧各有一道与网格边平行的钢绞线。
8.根据权利要求1所述的一种高阻让压大变形表面支护系统，其特征在于：所述限位托盘为蝶形托盘，限位托盘尺寸为120×120mm。
9.根据权利要求1所述的一种高阻让压大变形表面支护系统，其特征在于：所述限位托盘其中一个对称边上设置腹板，腹板高度小于等于钢绞线直径。
10.一种高阻让压大变形表面支护系统安装方法，其特征在于：包括锚杆以及如权利要求1至9任一所述表面支护系统，安装方法包括：
(1)在围岩上钻孔，并安装锚杆；
(2)将钢筋网平铺于围岩表面，并令锚杆穿过钢筋网的网格，将钢绞线沿多个锚杆之间环绕并覆盖在钢筋网外表面上；
(3)将限位托盘穿过锚杆并盖住钢绞线，在锚杆外露端用球形螺母旋紧将限位托盘向钢绞线挤压固定。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911164719.8A CN110985078A (zh) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 一种高阻让压大变形表面支护系统及其安装方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911164719.8A CN110985078A (zh) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 一种高阻让压大变形表面支护系统及其安装方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110985078A true CN110985078A (zh) | 2020-04-10 |
Family
ID=70086396
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911164719.8A Pending CN110985078A (zh) | 2019-11-25 | 2019-11-25 | 一种高阻让压大变形表面支护系统及其安装方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110985078A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111441795A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-07-24 | 四川路航建设工程有限责任公司 | 瓦斯隧道初期支护不动火作业施工方法 |
| CN113847064A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-28 | 山东大学 | 一种用于高地应力脆性围岩隧道的防岩爆支护系统及方法 |
| CN113916692A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-01-11 | 中国矿业大学(北京) | 一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置及方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102261078A (zh) * | 2011-05-10 | 2011-11-30 | 湖南省交通规划勘察设计院 | 钢丝绳网及包含钢丝绳网的主动防护网和落石防护栅栏 |
| CN106013187A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-10-12 | 衡水力能新材料工程有限公司 | 一种主动防护系统 |
| CN206189423U (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-24 | 广西桂东高速公路有限公司 | 岩质边坡生态防护锚固系统 |
| CN106812547A (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-09 | 山东科技大学 | 让压增强支护网 |
| CN208803438U (zh) * | 2018-09-14 | 2019-04-30 | 四川冀川建筑工程有限公司 | 一种便于组合的防护网 |
-
2019
- 2019-11-25 CN CN201911164719.8A patent/CN110985078A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102261078A (zh) * | 2011-05-10 | 2011-11-30 | 湖南省交通规划勘察设计院 | 钢丝绳网及包含钢丝绳网的主动防护网和落石防护栅栏 |
| CN106812547A (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-09 | 山东科技大学 | 让压增强支护网 |
| CN106013187A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-10-12 | 衡水力能新材料工程有限公司 | 一种主动防护系统 |
| CN206189423U (zh) * | 2016-11-16 | 2017-05-24 | 广西桂东高速公路有限公司 | 岩质边坡生态防护锚固系统 |
| CN208803438U (zh) * | 2018-09-14 | 2019-04-30 | 四川冀川建筑工程有限公司 | 一种便于组合的防护网 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111441795A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-07-24 | 四川路航建设工程有限责任公司 | 瓦斯隧道初期支护不动火作业施工方法 |
| CN111441795B (zh) * | 2020-05-19 | 2022-03-01 | 四川路航建设工程有限责任公司 | 瓦斯隧道初期支护不动火作业施工方法 |
| CN113916692A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-01-11 | 中国矿业大学(北京) | 一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置及方法 |
| CN113916692B (zh) * | 2021-09-28 | 2022-07-01 | 中国矿业大学(北京) | 一种多锚杆和/或锚索协同抗冲击性能测试装置及方法 |
| CN113847064A (zh) * | 2021-09-29 | 2021-12-28 | 山东大学 | 一种用于高地应力脆性围岩隧道的防岩爆支护系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110985078A (zh) | 一种高阻让压大变形表面支护系统及其安装方法 | |
| CN102839675A (zh) | 一种基坑支护用大跨度预应力鱼腹梁及其安装方法 | |
| CN107795326B (zh) | 阻尼器的隧道支护结构的施工方法 | |
| WO2007073075A1 (en) | Reinforcement method and reinforcement structure of the corrugated steel plate structure | |
| CN102296829B (zh) | 三向索网幕墙施工方法 | |
| CN103615258A (zh) | 巷道交叉点的中间岩柱的支护结构和支护方法 | |
| CN108035440A (zh) | 一种带楔形装置的装配式自复位钢框架节点 | |
| CN108049898B (zh) | 一种用于煤巷软弱破碎顶板的支护系统及其支护方法 | |
| CN111795212B (zh) | 一种横跨基坑管线悬吊方法及悬吊结构 | |
| CN107605510B (zh) | 一种拉索式钢格栅拱架及其施工方法 | |
| CN115263387A (zh) | 一种高应力破碎岩体错峰补强支护方法 | |
| KR100875250B1 (ko) | 파형강판 지중구조물의 단부 보강재 및 그를 이용한단부보강방법 | |
| CN103452111B (zh) | 一种钢绞线锚具安装装置及其连接部件 | |
| KR100534079B1 (ko) | 대단위 굴착공사의 버팀보 시공방법 | |
| CN109680923B (zh) | 一种悬挑脚手架底部平台的安装结构和搭建方法 | |
| CN112779923A (zh) | 一种高边坡上建筑工程的桩基础结构及其施工工艺 | |
| CN105297891A (zh) | 屈曲约束支撑与混凝土梁柱t型钢锚固连接节点 | |
| CN112523791A (zh) | 一种加固公路小净距隧道中岩墙的环形锚索支护系统 | |
| CN108825282B (zh) | 用于巷道交岔点牛鼻子处的支护结构 | |
| CN215857598U (zh) | 一种八腿井口平台组块 | |
| CN205153120U (zh) | 屈曲约束支撑与混凝土梁柱t型钢锚固连接节点 | |
| CN215857597U (zh) | 一种井口平台组块 | |
| CN203514311U (zh) | 一种钢绞线锚具安装装置及其锚具座 | |
| CN203452074U (zh) | 一种基坑支护内支撑系统的钢绞线锚具安装装置 | |
| CN220167140U (zh) | 一种大跨度钢梁安装变形控制辅助装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200410 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |