CN116201574A - 岩爆主动防控系统 - Google Patents

岩爆主动防控系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116201574A
CN116201574A CN202310498496.9A CN202310498496A CN116201574A CN 116201574 A CN116201574 A CN 116201574A CN 202310498496 A CN202310498496 A CN 202310498496A CN 116201574 A CN116201574 A CN 116201574A
Authority
CN
China
Prior art keywords
npr
anchor
steel
npr anchor
control system
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.)
Granted
Application number
CN202310498496.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116201574B (zh
Inventor
胡杰
詹家旺
李哲
何满潮
陶志刚
宋伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Original Assignee
China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Mining and Technology Beijing CUMTB filed Critical China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority to CN202310498496.9A priority Critical patent/CN116201574B/zh
Publication of CN116201574A publication Critical patent/CN116201574A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116201574B publication Critical patent/CN116201574B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • 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
    • E21D11/04—Lining with building materials
    • E21D11/10—Lining with building materials with concrete cast in situ; Shuttering also lost shutterings, e.g. made of blocks, of metal plates or other equipment adapted therefor
    • E21D11/107—Reinforcing elements therefor; Holders for the reinforcing elements
    • 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
    • E21D11/155—Laggings made of strips, slats, slabs or sheet piles
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
    • E21D20/00—Setting anchoring-bolts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A10/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE at coastal zones; at river basins
    • Y02A10/23—Dune restoration or creation; Cliff stabilisation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Devices Affording Protection Of Roads Or Walls For Sound Insulation (AREA)

Abstract

本发明提供岩爆主动防控系统，防控系统包括：NPR钢筋网，NPR钢筋网由NPR钢筋横纵交错形成，NPR钢筋网紧贴隧道围岩设置；NPR锚杆或NPR锚索，NPR锚杆或NPR锚索的伸出端从NPR钢筋网的网眼中穿出；NPR钢护板，NPR钢护板上设置有多个穿心孔，穿心孔用于供NPR锚杆或NPR锚索的伸出端穿过，并通过锚具将NPR钢护板压紧在NPR钢筋网上；处于隧道同一径向面上的NPR锚杆或NPR锚索连接在同一条NPR钢护板上；预埋筋，在任意相邻的两NPR锚杆或NPR锚索的伸出端之间连接有预埋筋；NPR钢纤维混凝土，NPR钢纤维混凝土覆盖在NPR锚杆或NPR锚索的伸出端以及预埋筋上。防控系统，可完全取消格栅钢架或型钢拱架，系统砂浆锚杆，普通钢丝网等，提高施工效率，降低支护成本。

Description

岩爆主动防控系统
技术领域
本发明属于隧道支护技术领域，具体涉及岩爆主动防控系统。
背景技术
岩爆是地下工程中的一种特殊现象，具有围岩突然、猛烈地向开挖空间弹射、抛掷、喷出的特征，从能量的突然释放来定义岩爆，认为岩爆是能量岩体沿开挖临空面瞬间释放能量的非线性动力学现象。深埋隧道或地下硐室开挖过程中和开挖完成后均有岩爆可能，岩爆灾害多发生在高应力区、质地坚硬、强度高、干燥无水的脆性岩体中，具有突发性、难预测性、强危害性、破坏范围大、宏观显现明显和致灾危险性大等特点，对工程建设和人员安全带来极大的威胁。
目前国内外控制岩爆的方式主要是喷雾洒水卸压法和围岩高压注水法等措施，随着对岩爆机理的进一步认识，岩爆防控理念从围岩弱化发展到围岩强化方法，如通过施作砂浆锚杆、刚性锚杆等加固围岩的支护方式，上述被动防护措施难以对开挖围岩快速施加高预应力，达到补偿因开挖丧失径向应力的目的，使得开挖围岩尽可能恢复初始三维应力状态，提高围岩承载力，起到有效降低岩爆的烈度和可能性的作用。
在现有技术中的支护方式还存在以下缺点：
（1）未开挖隧道围岩处于真三轴应力状态，采用TBM或钻爆法全断面掘进后围岩产生临空面，开挖后围岩径向应力丧失，应力集中导致切向应力增加，围岩应力状态超过其强度后发生破裂，在高地应力隧道中常常导致岩爆的发生。
（2）目前多采用架设格栅钢架或型钢拱架的方式作为初支结构，属于被动防护的措施，难以降低岩爆灾害风险。同时还具有施工效率低，经济性差的劣势。
（3）采用传统的砂浆锚杆+喷锚等被动支护手段，受限于支护材料的延伸率和强度，无法及时补偿围岩因开挖丧失的径向应力，难以通过恢复三维应力状态而提高围岩承载力，从而到达有效防治岩爆灾害和降低碎石崩脱等安全风险的目的。
因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供岩爆主动防控系统，以至少解决以至少解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
岩爆主动防控系统，所述防控系统包括：
NPR钢筋网，NPR钢筋网由NPR钢筋横纵交错形成，所述NPR钢筋网紧贴隧道围岩设置；
NPR锚杆或NPR锚索，所述NPR锚杆或NPR锚索锚固在隧道围岩中，所述NPR锚杆或NPR锚索的伸出端从所述NPR钢筋网的网眼中穿出；
NPR钢护板，所述NPR钢护板上设置有多个穿心孔，所述穿心孔用于供NPR锚杆或NPR锚索的伸出端穿过，并通过锚具将NPR钢护板压紧在NPR钢筋网上；
处于隧道同一径向面上的NPR锚杆或NPR锚索连接在同一条NPR钢护板上；
预埋筋，在任意相邻的两NPR锚杆或NPR锚索的伸出端之间连接有预埋筋；
NPR钢纤维混凝土，所述NPR钢纤维混凝土覆盖在NPR锚杆或NPR锚索的伸出端以及预埋筋上。
如上所述的岩爆主动防控系统，优选地，在NPR锚杆或NPR锚索的伸出端上设置有至少两层预埋筋。
如上所述的岩爆主动防控系统，优选地，所述预埋筋包括沿隧道径向延伸的径向预埋筋，径向预埋筋连接在处于隧道同一径向面上的NPR锚杆或NPR锚索的伸出端上。
如上所述的岩爆主动防控系统，优选地，所述预埋筋包括沿隧道轴向延伸的轴向预埋筋，轴向预埋筋连接在处于与隧道轴线平行的NPR锚杆或NPR锚索的伸出端上。
如上所述的岩爆主动防控系统，优选地，所述预埋筋包括斜向预埋筋，斜向预埋筋连接在处于隧道不同径向与轴向方向的NPR锚杆或NPR锚索的伸出端上。
如上所述的岩爆主动防控系统，优选地，斜向预埋筋所在面与隧道轴线夹角范围为30~60度。
如上所述的岩爆主动防控系统，优选地，所述预埋筋与NPR锚杆或NPR锚索的伸出端通过卡具连接。
如上所述的岩爆主动防控系统，优选地，所述卡具包括U型架与挡板，所述U型架同时插在NPR锚杆或NPR锚索的伸出端与预埋筋上；
所述挡板上设置有两个避让孔，U型架的两条边穿过挡板的避让孔，在U型架的两条边上螺纹连接螺母，以将NPR锚杆或NPR锚索与预埋筋锁紧在一起。
如上所述的岩爆主动防控系统，优选地，所述NPR钢护板上具有波纹结构。
如上所述的岩爆主动防控系统，优选地，所述NPR钢纤维混凝土为混凝土中掺入NPR钢纤维制作而成。
有益效果：
（1）采用“NPR锚杆/锚索+NPR钢护板+NPR钢筋网+NPR钢纤维混凝土”的“点-线-面”耦合的岩爆主动防控系统，可完全取消格栅钢架或型钢拱架，系统砂浆锚杆，普通钢丝网等，提高施工效率，降低支护成本。
（2）利用“NPR锚杆/锚索+NPR钢护板+NPR钢筋网+预埋筋+NPR钢纤维混凝土”耦合支护系统，充分发挥NPR材料高恒阻力、高延伸率和快速吸收能量的优异特性，充分吸收岩爆释放的能量，有效地降低岩爆频次和减轻岩爆烈度。具体为以沿隧道周向等间距布置的NPR锚杆/索为核心锚固件，以及起到将各个分散NPR锚杆/索连接成整体承载结构作用的波形NPR钢护板、紧密贴合围岩的NPR钢筋网、形成网络骨架的预埋筋和喷射NPR钢纤维混凝土。形成以NPR锚杆/索为核心结合波形NPR钢护板、NPR钢筋网和NPR钢纤维混凝土的“点-线-面”耦合支护系统，达到对因开挖丧失径向应力的围岩进行径向应力及时的高应力补偿支护以及快速吸收强烈岩爆的瞬间释放发能量的目的。
（3）采用“NPR锚杆/锚索+NPR钢护板+NPR钢筋网+NPR钢纤维混凝土”耦合支护系统，可有效吸收岩爆碎屑颗粒弹射的动能，降低人员和设备损害风险，大大降低岩爆安全风险，有效避免因岩爆导致停机处理的事故，大大提高了掘进效率。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：
图1为本发明一个实施例的隧道径向截面部分示意图；
图2为本发明一个实施例的隧道轴向截面部分示意图。
图中：1、NPR锚杆或NPR锚索；2、托盘；3、NPR钢纤维混凝土；4、NPR钢护板；5、预埋筋；6、NPR钢筋网。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据本发明的具体实施例，如图1-2所示，
本发明提供岩爆主动防控系统，防控系统包括：
NPR钢筋网6，NPR钢筋网6由NPR钢筋横纵交错形成，NPR钢筋网6紧贴隧道围岩设置。
锚杆或NPR锚索1，NPR锚杆或NPR锚索1锚固在隧道围岩中，NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端从NPR钢筋网6的网眼中穿出。
钢护板，NPR钢护板上设置有多个穿心孔，穿心孔用于供NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端穿过，并通过锚具将NPR钢护板压紧在NPR钢筋网6上。
处于隧道同一径向面上的NPR锚杆或NPR锚索1连接在同一条NPR钢护板上。
预埋筋5，在任意相邻的两NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端之间连接有预埋筋5。
钢纤维混凝土3，NPR钢纤维混凝土3覆盖在NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端以及预埋筋5上。
利用“NPR锚杆/锚索+波形NPR钢护板4+NPR钢筋网6+NPR钢纤维混凝土3”耦合支护系统具体为以沿隧道环向等间距布置的NPR锚杆/索为核心支护构件，以及起到将同一断面各个分散NPR锚杆/索连接成整体承载结构作用的波形NPR钢护板4和紧密贴合围岩的NPR钢筋网6，同时结合设置在NPR锚杆/锚索伸出端上的预埋筋5，以及对围岩表面喷射一定厚度的NPR钢纤维混凝土3，使岩爆主动防控系统形成相互关联的整体结构，其中预埋筋5能够作为NPR钢纤维混凝土3中的骨架，能够在紧贴隧道围岩内壁形成一个加强支撑结构，与锚固在围岩中的NPR锚杆/锚索起到协同支护作用；也即岩爆主动防控系统形成以NPR锚杆/索为核心结合波形NPR钢护板4、NPR钢筋网6、预埋筋5和NPR钢纤维混凝土3的“点-线-面”耦合支护系统。
也即该岩爆主动防控系统具有足够的结构强度，可完全取消格栅钢架或型钢拱架，系统砂浆锚杆，普通钢丝网等，提高施工效率，降低支护成本。
在NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端上设置有至少两层预埋筋5。在本实施例中，在NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端上设置有两层预埋筋5。至少设置两层预埋筋5，能够使多层预埋筋5与NPR钢纤维混凝土3形成结构强度更大的复合支护结构，而且由于NPR钢纤维混凝土3能够更加贴合隧道内围岩表面，使得NPR钢纤维混凝土3与预埋筋5形成的复合支护结构能够更加契合的起到对隧道支护作用。
而且由于预埋筋5与NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端是连接在一起的，这也使得复合支护结构为NPR锚杆或NPR锚索1提供了更加牢靠的支护基础。
预埋筋5包括沿隧道径向延伸的径向预埋筋，径向预埋筋连接在处于隧道同一径向面上的NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端上。在本实施例中，预埋筋可采用螺纹钢等钢筋制作而成。
预埋筋5包括沿隧道轴向延伸的轴向预埋筋，轴向预埋筋连接在处于与隧道轴线平行的NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端上。在本实施例中，径向预埋筋与轴向预埋筋形成横纵交错的网，从而能够极大提高NPR钢纤维混凝土3与预埋筋形成钢混系统的韧性与强度。
在其他实施例中，预埋筋5包括斜向预埋筋，斜向预埋筋连接在处于隧道不同径向与轴向方向的NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端上。斜向预埋筋所在面与隧道轴线夹角范围为30~60度。
可以设置沿与隧道轴线方向呈一定角度的斜向布置斜向预埋筋，斜向预埋筋所在面与隧道轴线夹角可取30度、35度、45度、50度、60度等值。
设置斜向预埋筋，使得斜向预埋筋与径向预埋筋、轴向预埋筋直接形成部分三角形的小单元结构，对于加强预埋筋整体结构强度有着重要作用。
预埋筋与NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端通过卡具连接。卡具固定更加灵活，且能够发挥更大的锁紧力，能够起到更好的固定效果。在其他实施例中，预埋筋与NPR锚杆或NPR锚索1也可通过钢丝绑扎固定或者焊接固定的方式。
卡具包括U型架与挡板，U型架同时插在NPR锚杆或NPR锚索1的伸出端与预埋筋上；挡板上设置有两个避让孔，U型架的两条边穿过挡板的避让孔，在U型架的两条边上螺纹连接螺母，以将NPR锚杆或NPR锚索1与预埋筋锁紧在一起。
通过设置卡具，卡具不仅能够起到将预埋筋固定在锚杆/锚索上；而且卡具还能够起到另一个作用，即卡具与预埋筋连接为一个整体，而卡具能够增加该整体与NPR钢纤维混凝土3的接触面积，从而进一步加强钢混系统的结构强度。
钢护板4上具有波纹结构。该NPR钢护板4为可冷加工变形的冷轧或热轧纵切NPR钢卷板在连续辊压式或冲压式冷弯组上生产的，间隔一定尺寸冲压出NPR锚杆/锚索穿心通孔，形成波纹状的钢板，具有防冲击、吸收能量、抗弯能力强、刚度大、抗拉强度高的优异特性，利用穿心通孔可将分散的NPR锚杆/锚索联结起来形成一个整体承载结构，显著地提高NPR锚杆/锚索支护的整体效果。
钢纤维混凝土3为混凝土中掺入NPR钢纤维制作而成。NPR钢纤维混凝土3为在普通混凝土中掺入乱向分布的短NPR钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。依托NPR钢纤维的高延伸率和快速吸收能量特性，可防止岩爆灾害发生时对混凝土造成的裂缝和破损，显著改善了混凝土的延性、抗拉、抗弯和抗冲击性能。
钢筋网6为由NPR冷轧光圆钢筋，由纬向、经向焊接成一定间距的方眼网孔，具有防冲击、吸收能量、重量轻、承载力高、耐腐蚀等特性，将其紧密铺设在围岩表面起到吸收岩爆瞬间释放的能量，同时避免碎屑颗粒掉落伤人。
本发明的岩爆主动防控系统，依托具有高恒阻力、高延伸率和快速吸收能量的NPR锚杆/锚索为核心支护构件，对开挖围岩及时施加高预应力达到补偿开挖丧失径向应力的目的，使得开挖围岩尽可能恢复初始三维应力状态，提高围岩承载力，促使开挖围岩重新恢复稳定状态的岩爆主动防治技术。同时针对深部地下工程中的强烈岩爆，NPR锚杆/锚索依靠其高延伸率和快速吸收能量的优异性能，可通过NPR锚杆/锚索自身的变形，快速吸收强烈岩爆的瞬间释放发能量。因此，基于开挖补偿法的NPR锚杆/锚索支护技术既可达到预防岩爆灾害又能防治岩爆灾害，达到降低岩爆频次和减轻岩爆烈度的目的。
在本实施例中，NPR锚杆/锚索为由NPR钢制成的锚杆和锚索，具有高恒阻力、高延伸率和快速吸收能量的优异特性。NPR材料全称为Negative Poisson’s Ratio，即负泊松比材料，所述NPR锚杆/锚索由NPR材料在锻造过程中加入NPR微小单元，形成弥散颗粒，进行加工制作而成；NPR微小单元具体为，首先通过球差电镜明暗场确定的二相2-5纳米的颗粒与基体共格，进一步通过纳米电子衍射确定第二相纳米颗粒具有FCC（Face Center Cubic/Face-Centered Cubic）面心立方结构，晶体常数0.82纳米。通过添加剂及冶炼工艺设计，使夹杂物的纳米细粒化，纳米颗粒从而和基体实现共格，同时通过设计，在纳米颗粒共格的基础上，实现晶内栾晶共格，晶界共格等多重共格设计。共格界面相对于非共格界面位错可以再界面滑动，因此通过提高材料中的共格界面密度可同时提高钢筋网的强度和韧性。在受到拉伸时，所述NPR锚杆/锚索在垂直于拉应力的方向会发生膨胀，而不是发生通常的收缩，在受到压缩时，所述NPR锚杆/锚索在垂直于应力方向发生收缩，而不是发生通常的膨胀，在受到弯曲时，在所述NPR锚杆/锚索的内部会形成一个中空低气压带以提高所述锚杆或锚索的背部支撑力，由NPR材料制成的所述NPR锚杆/锚索在抗冲击、抗剪切及吸收能量等方面有着优异的性能，同时具有高恒阻力和高延伸率的优良力学特性，适用于因开挖丧失径向应力围岩的高应力开挖补偿技术。
该岩爆主动防控系统具体施工支护过程如下：
隧道采用全断面掘进，对单次掘进作业循环结束后及时施作NPR锚杆/锚索岩爆主动支护，其支护施工包括以下步骤：
第一步，随着采用TBM或钻爆法的隧道向前全断面掘进，首先采用所述NPR钢筋网紧密贴合围岩铺设，铺设范围可全圆铺设或依据岩爆高发区域而定。具体的，NPR钢筋网为由NPR冷轧光圆钢筋按一定间距经纬向焊接成的方眼网孔，在本实施例中，网眼尺寸为200mm×200mm或100mm×100mm。
第二步，采用锚杆钻机对围岩进行钻孔并清孔，钻孔数量和位置依据岩爆烈度而定，进一步将所述NPR锚杆/锚索利用树脂锚固剂进行深孔端部锚固；所述第二步，采用锚杆钻机对围岩进行钻孔作业时，需灵活调整将钻孔设置在NPR钢筋网网眼中央，避免钻杆缠绕钢筋网导致拉扯破坏。
具体的，采用树脂锚固剂进行深孔端部锚固时，需借助锚杆钻机带动锚杆高速旋转，进而对树脂锚固剂进行充分搅拌，将胶泥与固化剂混合充分。在本实施例中，树脂锚固剂型号为MSC 28*500mm或MSZ 32*500mm，单孔用量为2~3卷。
第三步，通过所述波形NPR钢护板穿过所述NPR锚杆/锚索外露末端，将同一环向断面分散的所述NPR锚杆/锚索联结起来形成一个整体承载结构。
第四步，对NPR锚杆/锚索外露末端安装托盘2和锁具，通过锁具与托盘将NPR钢护板与NPR钢筋网压紧在围岩上；并进行反向张拉施加高预应力，预应力根据岩爆烈度调整，一般为NPR锚杆/锚索屈服强度的70%~80%；所述第四步，对NPR锚杆/锚索施加高预应力的施作时机，需根据树脂锚固剂的凝胶和等待时间确定，在本实施例中，高预应力施加时间为锚固作业完成后半小时。
第五步，采用锚杆切断器截断外露超限的NPR锚杆/锚索，保证隧道断面净空；
第六步，利用卡具在NPR锚杆/锚索的伸出端上固定预埋筋。
第七步，对围岩喷射一定厚度的NPR钢纤维混凝土，保证NPR钢纤维混凝土均匀覆盖全断面围岩，并使NPR钢纤维混凝土覆盖在预埋筋上；最终形成“NPR锚杆/锚索+波形NPR钢护板+NPR钢筋网+NPR钢纤维混凝土”耦合支护的NPR锚杆/锚索岩爆主动防控技术。
综上所述，本发明提供的岩爆主动防控系统的技术方案中，在NPR锚杆或NPR锚索的伸出端上设置至少设置两层预埋筋，能够使多层预埋筋与NPR钢纤维混凝土形成结构强度更大的复合支护结构，也即该岩爆主动防控系统具有足够的结构强度，可完全取消格栅钢架或型钢拱架，系统砂浆锚杆，普通钢丝网等，提高施工效率，降低支护成本。
以沿隧道环向等间距布置的NPR锚杆/索为核心支护构件，以及起到将同一断面各个分散NPR锚杆/索连接成整体承载结构作用的波形NPR钢护板和紧密贴合围岩的NPR钢筋网，同时结合设置在NPR锚杆/锚索伸出端上的预埋筋，以及对围岩表面喷射一定厚度的NPR钢纤维混凝土，使岩爆主动防控系统形成相互关联的整体结构，其中预埋筋能够作为NPR钢纤维混凝土中的骨架，能够在紧贴隧道围岩内壁形成一个加强支撑结构，与锚固在围岩中的NPR锚杆/锚索起到协同支护作用；也即岩爆主动防控系统形成以NPR锚杆/索为核心结合波形NPR钢护板、NPR钢筋网、预埋筋和NPR钢纤维混凝土的“点-线-面”耦合支护系统。
可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.岩爆主动防控系统，其特征在于，所述防控系统包括：
NPR钢筋网， NPR钢筋网由NPR钢筋横纵交错形成，所述NPR钢筋网紧贴隧道围岩设置；
NPR锚杆或NPR锚索，所述NPR锚杆或NPR锚索锚固在隧道围岩中，所述NPR锚杆或NPR锚索的伸出端从所述NPR钢筋网的网眼中穿出；
NPR钢护板，所述NPR钢护板上设置有多个穿心孔，所述穿心孔用于供NPR锚杆或NPR锚索的伸出端穿过，并通过锚具将NPR钢护板压紧在NPR钢筋网上；
处于隧道同一径向面上的NPR锚杆或NPR锚索连接在同一条NPR钢护板上；
预埋筋，在任意相邻的两NPR锚杆或NPR锚索的伸出端之间连接有预埋筋；
NPR钢纤维混凝土，所述NPR钢纤维混凝土覆盖在NPR锚杆或NPR锚索的伸出端以及预埋筋上。
2.根据权利要求1所述的岩爆主动防控系统，其特征在于，在NPR锚杆或NPR锚索的伸出端上设置有至少两层预埋筋。
3.根据权利要求2所述的岩爆主动防控系统，其特征在于，所述预埋筋包括沿隧道径向延伸的径向预埋筋，径向预埋筋连接在处于隧道同一径向面上的NPR锚杆或NPR锚索的伸出端上。
4.根据权利要求3所述的岩爆主动防控系统，其特征在于，所述预埋筋包括沿隧道轴向延伸的轴向预埋筋，轴向预埋筋连接在处于与隧道轴线平行的NPR锚杆或NPR锚索的伸出端上。
5.根据权利要求4所述的岩爆主动防控系统，其特征在于，所述预埋筋包括斜向预埋筋，斜向预埋筋连接在处于隧道不同径向与轴向方向的NPR锚杆或NPR锚索的伸出端上。
6.根据权利要求5所述的岩爆主动防控系统，其特征在于，斜向预埋筋所在面与隧道轴线夹角范围为30~60度。
7.根据权利要求2所述的岩爆主动防控系统，其特征在于，所述预埋筋与NPR锚杆或NPR锚索的伸出端通过卡具连接。
8.根据权利要求7所述的岩爆主动防控系统，其特征在于，所述卡具包括U型架与挡板，所述U型架同时插在NPR锚杆或NPR锚索的伸出端与预埋筋上；
所述挡板上设置有两个避让孔，U型架的两条边穿过挡板的避让孔，在U型架的两条边上螺纹连接螺母，以将NPR锚杆或NPR锚索与预埋筋锁紧在一起。
9.根据权利要求1-8任一所述的岩爆主动防控系统，其特征在于，所述NPR钢护板上具有波纹结构。
10.根据权利要求1-8任一所述的岩爆主动防控系统，其特征在于，所述NPR钢纤维混凝土为混凝土中掺入NPR钢纤维制作而成。
CN202310498496.9A 2023-05-06 2023-05-06 岩爆主动防控系统 Active CN116201574B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310498496.9A CN116201574B (zh) 2023-05-06 2023-05-06 岩爆主动防控系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310498496.9A CN116201574B (zh) 2023-05-06 2023-05-06 岩爆主动防控系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116201574A true CN116201574A (zh) 2023-06-02
CN116201574B CN116201574B (zh) 2023-07-25

Family

ID=86515082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310498496.9A Active CN116201574B (zh) 2023-05-06 2023-05-06 岩爆主动防控系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116201574B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3012613A1 (de) * 1980-04-01 1981-10-08 Bwz Berg- Und Industrietechnik Gmbh, 4250 Bottrop Ankerausbau fuer strecken des untertaegigen bergbaus, tunnel o.dgl.
CN103244142A (zh) * 2013-05-23 2013-08-14 中煤科工集团武汉设计研究院 隧道式敷设输煤管道柔性模板混凝土条带支护装置及方法
CN203145954U (zh) * 2013-02-05 2013-08-21 神华集团有限责任公司 一种锚杆支护系统
CN104847380A (zh) * 2015-06-05 2015-08-19 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 一种减小隧道衬砌结构内力的结构及其施工方法
CN108843340A (zh) * 2018-06-15 2018-11-20 中铁工程设计咨询集团有限公司 超大跨度隧道喦字形支护结构及其开挖工法
CN110067581A (zh) * 2019-05-13 2019-07-30 湖北工业大学 隧道或巷道开岔或开口处钢筋混凝土支护层预埋孔的布置方式及施工方法
CN111022071A (zh) * 2020-01-10 2020-04-17 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 中微风化花岗岩段钻爆法隧道的全断面衬砌的施工方法
CN212656835U (zh) * 2020-05-21 2021-03-05 铜陵有色金属集团股份有限公司 矿岩破碎型采场支护结构
CN113107556A (zh) * 2021-04-13 2021-07-13 中铁隧道集团二处有限公司 一种基于npr锚索的隧道支护的施工方法
CN113494299A (zh) * 2021-07-22 2021-10-12 河海大学 一种利用npr材料的隧道岩爆分级防治方法
CN114922653A (zh) * 2022-06-30 2022-08-19 中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司 一种膨胀湿陷混合地层隧道支护结构及其施工方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3012613A1 (de) * 1980-04-01 1981-10-08 Bwz Berg- Und Industrietechnik Gmbh, 4250 Bottrop Ankerausbau fuer strecken des untertaegigen bergbaus, tunnel o.dgl.
CN203145954U (zh) * 2013-02-05 2013-08-21 神华集团有限责任公司 一种锚杆支护系统
CN103244142A (zh) * 2013-05-23 2013-08-14 中煤科工集团武汉设计研究院 隧道式敷设输煤管道柔性模板混凝土条带支护装置及方法
CN104847380A (zh) * 2015-06-05 2015-08-19 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 一种减小隧道衬砌结构内力的结构及其施工方法
CN108843340A (zh) * 2018-06-15 2018-11-20 中铁工程设计咨询集团有限公司 超大跨度隧道喦字形支护结构及其开挖工法
CN110067581A (zh) * 2019-05-13 2019-07-30 湖北工业大学 隧道或巷道开岔或开口处钢筋混凝土支护层预埋孔的布置方式及施工方法
CN111022071A (zh) * 2020-01-10 2020-04-17 中交第二公路勘察设计研究院有限公司 中微风化花岗岩段钻爆法隧道的全断面衬砌的施工方法
CN212656835U (zh) * 2020-05-21 2021-03-05 铜陵有色金属集团股份有限公司 矿岩破碎型采场支护结构
CN113107556A (zh) * 2021-04-13 2021-07-13 中铁隧道集团二处有限公司 一种基于npr锚索的隧道支护的施工方法
CN113494299A (zh) * 2021-07-22 2021-10-12 河海大学 一种利用npr材料的隧道岩爆分级防治方法
CN114922653A (zh) * 2022-06-30 2022-08-19 中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司 一种膨胀湿陷混合地层隧道支护结构及其施工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN116201574B (zh) 2023-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102011595B (zh) 煤岩巷道冲击让位吸能支护装置
CN113090284A (zh) 一种用于地下矿山松软破碎岩体的巷道支护方法
CN101550727B (zh) 一种柱与梁连接的结点
CN210068178U (zh) 一种具有缓冲性能隧道支护衬砌
CN116201574B (zh) 岩爆主动防控系统
CN111911188B (zh) 一种高压力隧道卸压装置的安装方法
CN116220769B (zh) 一种采用微观npr锚杆或锚索的支护方法及其支护结构
CN116220749B (zh) 一种用于岩爆隧道的防控结构
CN115559234B (zh) 一种防滚石冲击和危岩体崩塌的柔性防护系统
US12037904B1 (en) Rock burst active prevention and control mechanism
CN214944287U (zh) 一种锚网支护结构
CN113445513B (zh) 一种土钉锚索结构
CN215718788U (zh) 一种大变形隧洞的支护结构
CN202544879U (zh) 一种高强度巷道支护装置
CN212477800U (zh) 一种锚固格宾挡土墙
CN201826852U (zh) 煤岩巷道冲击让位吸能支护装置
CN112483147B (zh) 一种加固双洞公路隧道软岩柱的对穿双闭锁锚索支护系统
CN212771792U (zh) 一种陡坡路基拓宽修复结构
CN117027023B (zh) 高位高陡悬空式危岩体桁架轻型支撑结构及其施工方法
CN219361836U (zh) 一种钢筋笼可移动存放支架
CN213836686U (zh) 一种新型的边坡支护结构
CN217480204U (zh) 一种格构梁护坡结构
CN116517595B (zh) 一种软破岩体硐室加固结构和方法
CN219033193U (zh) 一种锚索变径笼及制备的锚杆
KR102649243B1 (ko) 와이어링을 이용한 낙석방지 구조물 시공방법

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant