CN113931662B - 一种复合支撑拱受力体加强支护方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合支撑拱受力体加强支护方法，涉及支护施工技术领域，包括以下步骤：步骤一，对开挖后的洞室的周边围岩及掌子面喷设钢纤维混凝土；步骤二，对周边围岩及掌子面进行无盖重固结灌浆；步骤三，对塌方区的围岩进行系统锚杆支护；步骤四，在洞室的设计开挖线内侧支立钢拱架；步骤五，采用副拱结构对塌方区的围岩与钢拱架之间进行加固；步骤六，在钢拱架外侧挂钢筋网，并在钢拱架和钢筋网之间安装免拆模板；步骤七，对钢筋网和免拆模板模喷混凝土；步骤八，对塌方区的围岩喷射混凝土，并进行回填，最终形成复合支撑拱受力体。本发明能有效控制塑性松动圈半径大小，确保了交叉段的成型质量和高边墙围岩稳定，提高洞室围岩的承载能力。

Description

一种复合支撑拱受力体加强支护方法
技术领域
本发明涉及支护施工技术领域，特别是涉及一种复合支撑拱受力体加强支护方法。
背景技术
立体相交段超前支护是指在高边墙下挖到交叉段之前完成支护并根据围岩情况加强支护。洞室相交段特别是洞室与高边墙相交段的成型质量和稳定性直接影响高边墙的成型。
洞室开挖后围岩的稳定性，取决于二次应力与围岩强度之间的关系。如果洞室周边应力小于岩体的强度，围岩稳定。否则，周边岩石将产生破坏或较大的塑性变形。地下洞室开挖后洞壁的切向应力集中最大，当围岩应力超过了岩体的屈服极限时，围岩就由弹性状态转化为塑性状态，形成一个塑性松动圈。因此，对交叉洞口段超前进行系统的支护尤为重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合支撑拱受力体加强支护方法，以解决上述现有技术存在的问题，确保了交叉段的成型质量和高边墙围岩稳定，提高洞室围岩的承载能力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种复合支撑拱受力体加强支护方法，包括以下步骤：
步骤一，清理开挖后的洞室的基础面，对开挖后的洞室的周边围岩及掌子面喷设钢纤维混凝土；
步骤二，对周边围岩及掌子面进行无盖重固结灌浆；
步骤三，对塌方区的围岩进行系统锚杆支护；
步骤四，在洞室的设计开挖线内侧支立钢拱架；
步骤五，采用副拱结构对塌方区的围岩与钢拱架之间进行加固；
步骤六，在钢拱架外侧挂钢筋网，并在钢拱架和钢筋网之间安装免拆模板；
步骤七，对钢筋网和免拆模板模喷混凝土；
步骤八，对塌方区的围岩喷射混凝土，并进行回填，最终形成复合支撑拱受力体。
优选地，所述步骤一中，喷设钢纤维混凝土时，保持掌子面与洞室的轴线垂直。
优选地，所述步骤二中，进行无盖重固结灌浆时，采用小压力灌浆。
优选地，所述步骤三中，待无盖重固结灌浆强度达到要求时，进行系统锚杆支护，系统锚杆的方向朝向塌方区的中心。
优选地，所述步骤四中，钢拱架采用工字钢，所述钢拱架的各榀的间距为0.75～1m。
优选地，所述步骤五中，副拱结构为钢筋网架。
优选地，所述步骤六中，钢筋网为双层结构。
优选地，所述步骤七中，对钢筋网和免拆模板模喷混凝土时，将免拆模板模与钢拱架之间的缝隙以及钢筋网的外侧均喷射混凝土。
优选地，所述步骤八中，回填时，对于空腔区域大于1m的部位，采用泵送混凝土充填空隙；对于空腔区域小于1m的部位，采用回填灌浆填充空隙。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明通过复合支撑拱受力体加强支护，能有效的控制塑性松动圈半径的大小，调整二次应力，确保了交叉段的成型质量和高边墙围岩稳定，提高洞室围岩的承载能力。
附图说明
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。
图1为塌方区示意图；
图2为本发明的步骤一示意图；
图3为本发明的步骤二示意图；
图4为本发明的步骤三示意图；
图5为本发明的步骤四示意图；
图6为本发明的步骤五示意图；
图7为本发明的步骤六示意图；
图8为本发明的步骤七示意图；
图9为本发明的步骤八示意图；
其中：1-设计开挖线，2-实测开挖线，3-塌方区，4-第一混凝土层，5-无盖重固结灌浆层，6-系统锚杆，7-钢拱架，8-副拱结构，9-支撑结构，10-第二混凝土层，11-回填混凝土区。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种复合支撑拱受力体加强支护方法，以解决上述现有技术存在的问题，确保了交叉段的成型质量和高边墙围岩稳定，提高洞室围岩的承载能力。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图2-图9所示：本实施例提供了一种复合支撑拱受力体加强支护方法，包括以下步骤：
步骤一，清理开挖后的洞室的基础面，对开挖后的洞室的周边围岩及掌子面喷设一层5～8cm钢纤维混凝土，为第一混凝土层4，形成初期简单的柔性支护环，避免风化给围岩造成二次损害，以增长围岩的自稳时间，并利用掌子面的钢纤维混凝土的封闭措施，保持掌子面与洞室的轴线大致垂直，以方便大型机械作业，加快后续安全支护进度；
步骤二，为保证岩层的整体性，防止塌方，对周边围岩及掌子面进行无盖重固结灌浆，形成无盖重固结灌浆层5，无盖重固结灌浆层5位于第一混凝土层4上，无盖重固结灌浆时，采用小压力灌浆，减少对围岩的扰动；
步骤三，待无盖重固结灌浆强度达到要求时，对塌方区3的围岩进行系统锚杆6的浅层支护，即在围岩中打设一定数量的系统锚杆6，发挥系统锚杆6的悬吊作用，进一步加强围岩的稳定，打设系统锚杆6时，系统锚杆6的方向朝向塌方区3的中心，若围岩存在结构面，系统锚杆6与结构面垂直；成孔时宜采用多臂钻进行搭设，多臂钻在Ⅳ、Ⅴ类围岩及破碎弱风化围岩施工中，体现出更强的适应性，实现更快速、优质、安全施工，多臂钻成孔后及时插杆，避免长时间搁置导致塌孔，在无法成孔部位采用自进式锚杆。系统锚杆6孔位放样应考虑后续钢拱架7的位置，便于将系统锚杆6焊接接长对钢拱架7进行加固；
塌方区3为实测开挖线2与设计开挖线1距离较大的区域，如图1的右侧区域为塌方区3；
步骤四，在洞室的设计开挖线1内侧支立钢拱架7，具体地，利用钻爆台车配合人工进行钢拱架7的安装，钢拱架7采用I20工字钢，钢拱架7的各榀的间距为0.75～1m，各榀之间设置槽钢形成钢桁架结构，以增加钢拱架7的榀间的免拆模板的刚度；每榀钢拱架7在厂内验收合格后才允许至工地现场使用，钢拱架7安装前测量放样，确保钢拱架7安装位置符合设计要求。安装时，主要控制垫板螺栓连接、钢拱架7与连接槽钢的焊接、锁脚锚杆的注装及系统锚杆6与钢拱架7的焊接质量等，每道工序经验收合格后才允许进入下道工序，钢拱架7安装质量必须符合设计及规范要求；
步骤五，采用副拱结构8对塌方区3的围岩与钢拱架7之间进行加固；
本实施例中步骤五中，副拱结构8为纵横交错的钢筋网架，或者副拱结构8为弧形钢筋网架，副拱结构8能够对围岩与钢拱架7之间提供有效支撑；
步骤六，在钢拱架7外侧挂钢筋网，并在钢拱架7和钢筋网之间安装免拆模板，免拆模板避免后续模喷混凝土时混凝土从空隙落下，钢筋网与免拆模板形成支撑结构9；
本实施例中步骤六中，钢筋网为双层结构，钢筋网与系统锚杆6焊接，免拆模板与钢拱架7焊接，防止后续模喷混凝土时破坏免拆模板；
步骤七，对钢筋网和免拆模板模喷混凝土，形成第二混凝土层10；
本实施例中步骤七中，对钢筋网和免拆模板模喷混凝土时，将免拆模板模与钢拱架7之间的缝隙以及钢筋网的外侧均喷射混凝土，使混凝土进入钢筋网之间，将钢筋网包裹住，形成钢筋混凝土结构，提高强度，在钢筋网的外侧喷射混凝土时，在非塌方区，钢筋网的外侧至实测开挖线2的围岩之间的空间均需喷射混凝土；
喷混凝土均采用大型湿喷台车湿喷，枪口距离受喷面约70cm，尽量调小喷射压力，使喷射混凝土料均匀落于受喷面；
步骤八，由于薄层岩体开挖后片帮结构顺层剥落严重，致使钢拱架7与围岩之间空隙较大，因此，对塌方区3的围岩喷射混凝土，然后进行混凝土回填，形成回填混凝土区11，提高工作效率；回填时，对于空腔区域大于1m的部位，采用泵送混凝土充填空隙；对于空腔区域小于1m的部位，采用回填灌浆填充空隙，最终形成复合支撑拱受力体。
本实施例通过复合支撑拱受力体加强支护，能有效的控制塑性松动圈半径的大小，调整二次应力，确保了交叉段的成型质量和高边墙围岩稳定，提高洞室围岩的承载能力。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种复合支撑拱受力体加强支护方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，清理开挖后的洞室的基础面，对开挖后的洞室的周边围岩及掌子面喷设钢纤维混凝土，形成第一混凝土层；
步骤二，对周边围岩及掌子面进行无盖重固结灌浆，形成无盖重固结灌浆层，无盖重固结灌浆层位于第一混凝土层上；
步骤三，对塌方区的围岩进行系统锚杆支护；
步骤四，在洞室的设计开挖线内侧支立钢拱架；
步骤五，采用副拱结构对塌方区的围岩与钢拱架之间进行加固；
步骤六，在钢拱架外侧挂钢筋网，并在钢拱架和钢筋网之间安装免拆模板；
步骤七，对钢筋网和免拆模板模喷混凝土；
步骤八，对塌方区的围岩喷射混凝土，并进行回填，最终形成复合支撑拱受力体。
2.根据权利要求1所述的复合支撑拱受力体加强支护方法，其特征在于：所述步骤一中，喷设钢纤维混凝土时，保持掌子面与洞室的轴线垂直。
3.根据权利要求1所述的复合支撑拱受力体加强支护方法，其特征在于：所述步骤二中，进行无盖重固结灌浆时，采用小压力灌浆。
4.根据权利要求1所述的复合支撑拱受力体加强支护方法，其特征在于：所述步骤三中，待无盖重固结灌浆强度达到要求时，进行系统锚杆支护，系统锚杆的方向朝向塌方区的中心。
5.根据权利要求1所述的复合支撑拱受力体加强支护方法，其特征在于：所述步骤四中，钢拱架采用工字钢，所述钢拱架的各榀的间距为0.75～1m。
6.根据权利要求1所述的复合支撑拱受力体加强支护方法，其特征在于：所述步骤五中，副拱结构为钢筋网架。
7.根据权利要求1所述的复合支撑拱受力体加强支护方法，其特征在于：所述步骤六中，钢筋网为双层结构。
8.根据权利要求1所述的复合支撑拱受力体加强支护方法，其特征在于：所述步骤七中，对钢筋网和免拆模板模喷混凝土时，将免拆模板模与钢拱架之间的缝隙以及钢筋网的外侧均喷射混凝土。
9.根据权利要求1所述的复合支撑拱受力体加强支护方法，其特征在于：所
述步骤八中，回填时，对于空腔区域大于1m的部位，采用泵送混凝土充填空隙；
对于空腔区域小于1m的部位，采用回填灌浆填充空隙。
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