CN211692492U - 一种采空区巷道加固结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种岩层采空区巷道的加固结构。本实用新型有效解决了巷道加固时周边岩体松散或分布采空区时不便于注浆，喷锚网、混凝土衬砌拆除后容易坍塌的问题。采空区巷道加固结构体系，包括填充加固层、止浆墙、钢筋灌注部以及支护钢管部；所述填充加固层位于巷道附近围岩中，通过注浆使松散的围岩填充固化；所述钢筋灌注部沿巷道四周圆周形布置，孔间距300‑500mm，与巷道轴线夹角为10°‑12°，钻孔后插入两根φ25螺纹钢筋后注浆封堵形成；所述支护钢管部沿巷道的四周均匀布置在所述钢筋灌注部内侧，孔间距200‑400mm，与巷道轴线夹角为8°‑10°，钻孔后插入φ18空心钢管后注浆封堵形成。

Description

一种采空区巷道加固结构

技术领域

本实用新型涉及隧道施工技术领域，具体涉及一种岩层采空区巷道的加固结构。

背景技术

山岭地区地质复杂，以黄金矿山为例，岩体大面积出露，构造以断裂构造为主。区域开采一般采用浅孔留矿法，随着开采区域不断增加，矿体赋存状况发生了很大改变，围岩稳定性状况恶化，地应力增大，地压显现加剧。同时上部的大量采空区对下部开采的稳定性造成很大影响，易造成采场顶板受拉破坏，围岩自行脱落。

造成巷道严重破坏的主要原因有：

(1)岩石巷道的上部压力

上部岩体地应力较大，巷道围岩在不规则开采的影响下出现应力集中，易使围岩发生破碎、垮落和松动等破坏，使巷道失稳。

(2)岩石巷道的下部采空区影响

由于存在相当体积的采空区，在周围形成移动带，引起上部岩层不规则下沉导致原岩应力调整，从而使巷道受到挤压，底板受力向自由空间变形，造成底板整体下沉局部上鼓，巷道发生失稳。

(3)水动力作用

雨季时，由于上覆岩层有裂隙发育，水渗流冲刷裂隙面，水的流动作用使岩石的结构面和裂隙中的充填物和可溶物质流失，大大降低了裂隙面的力学性质，使岩石的摩擦力、内聚力减小，裂隙宽度逐渐变大，形成可滑动面，使不稳定岩石块体增加，加速围岩失稳。

基于上述原因，如只常规的加固方法如注浆、喷锚网、长锚索、混凝土砌旋等方法都不能从根本上解决问题。主要困难在于岩体松散，具有许多次生裂隙，造成无法预埋注浆管，即使可以注浆，也会发生大面积跑浆现象。另一方面如采用喷锚网、混凝土砌旋等进行支撑，会导致巷道断面进一步减小，且一旦拆除临时支撑，顶板围岩有可能发生垮塌。基于上述问题，设计一种从根本上治理松散状围岩巷道的加固结构是非常必要的。

发明内容

本实用新型为了解决巷道外采空区注浆难度高以及松散围岩填充后容易坍塌的问题，提供了一种采空区巷道的加固结构。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种采空区巷道加固结构，包括填充加固层、止浆墙、钢筋灌注部以及支护钢管部；所述填充加固层位于巷道四周的围岩中，通过水泥浆使松散的岩体填充固化形成；所述止浆墙设置于巷道塌陷段的端部；

所述钢筋灌注部沿巷道四周呈圆周形布置，由多根钢筋灌注桩组成，所述钢筋灌注桩起始于止浆墙远离巷道塌陷段或采空区的一面，向塌陷段或采空区一侧延伸，每根所述钢筋灌注桩位于止浆墙上的起始端的孔间距为300-500mm，与巷道轴线所成的角度为10°-12°，所述钢筋灌注桩由水泥浆和水玻璃组成的浆料包裹两根φ25的螺纹钢筋形成，所述水泥浆的水固比为1:1-1:2，水玻璃为水泥重量的2％-5％；

所述支护钢管部沿巷道四周呈圆周形布置于所述钢筋灌注部的内侧，由多根钢管灌注桩组成，所述钢管灌注桩起始于止浆墙远离巷道塌陷段或采空区的一面，向塌陷段或采空区一侧延伸，每根所述钢管灌注桩位于止浆墙上的起始端的孔间距为200-400mm，与巷道轴线所成的角度为8°-10°，所述钢管灌注桩为φ18的空心钢管内填充浆料形成，浆料由水泥浆和水玻璃组成，所述水泥浆的水固比为1:1-1:2，水玻璃为水泥重量的2％-5％。

优选的，所述填充加固层的成型方式为在巷道途经的塌陷段或采空区用废石、渣土填实，在巷道塌陷段的端部砌止浆墙，从止浆墙通过预埋的注浆管路向封堵段注浆。

优选的，所述钢筋灌注部的成型方式为在止浆墙上按设计孔位打外排孔，每孔成孔后，立即插入钢筋并封孔注浆。

优选的，所述钢管灌注部的成型方式为在止浆墙上按设计孔位打内排孔，每孔成孔后，立即插入空心钢管并封孔注浆。

优选的，填充所述塌陷段或采空区的废石选用不同级配的碎石。

优选的，所述空心钢管为镀锌螺旋钢管，钢管周壁上具有若干孔洞。

采用上述方案，所取得的有益效果是：

(1)通过对外排孔注浆，每一个孔的浆液均得到数米的有效扩散，且每孔有二根钢筋插入，形成一个微型灌注粧，全部锚注孔连成一片，就形成了一个整体化的灌注桩群，它可以有效地保持巷道周边的稳定。

(2)在内排孔中插入侧壁具有若干孔洞的钢管，除了保证浆液进一步扩散外，形成了钢管灌注桩结构，钢管的约束可以使混凝土处于三向受力状态，同时混凝土的填充可以避免或延缓钢管产生区部屈服，具有更高的承载能力。

(3)填充加固层、钢筋灌注部以及支护钢管部协同作用，在巷道周边形成一个管状加固带，相当于在巷道周围形成一道隔水帷幕，起到防水止漏的作用，同时阻止了围岩的风化、侵蚀，有利于保持、提高围岩的自身强度，对维护巷道的稳定性具有重要作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中A-A位置的剖面图；

图3是图1中B-B位置的剖面图。

图中，1-填充加固层，2-钢筋灌注部，3-支护钢管部，4-巷道，5-塌陷段，6-采空区，7止浆墙。

具体实施方式

参见图1，一种采空区巷道加固结构体系，包括填充加固层1、钢筋灌注部2以及支护钢管部3；所述填充加固层1位于巷道4四周的围岩中，具体成型方式为在巷道4途经的塌陷段5或采空区6用不同级配的废石、渣土填实，在巷道4塌陷段5端部砌止浆墙7，从止浆墙7通过预埋的注浆管路向封堵段注浆，使松散的围岩填充固化，形成填充加固层1。

参见图1-3，所述钢筋灌注部2沿巷道4轮廓均匀布置，具体成型方式为在止浆墙7上按设计孔位打外排孔，所述外排孔呈圆周形布置，孔间距300-500mm，所述外排孔与巷道4轴线所成的角度为10°-12°，每孔成孔后，立即插入两根φ25的螺纹钢筋，随即封孔注浆，所述注浆的材料为水泥浆和水玻璃，所述水泥浆的水固比为1:1-1:2，同时在浆液中加入水泥重量2％-5％的水玻璃。

参见图1-3，所述支护钢管部3沿巷道4轮廓均匀布置在所述钢筋灌注部2的内侧，具体成型方式为在止浆墙7上按设计孔位向巷道4打内排孔，所述内排孔呈圆周形布置，孔间距200-400mm，所述内排孔与巷道4轴线所成的角度为8°-10°，每孔成孔后，立即插入一根φ18的镀锌螺旋钢管，钢管周壁具有若干孔洞，随即封孔注浆，所述注浆的材料为水泥浆和水玻璃，所述水泥浆的水固比为1:1-1:2，同时在浆液中加入水泥重量2％-5％的水玻璃。

完成全部注浆并经规定养护期后，即可将原封堵巷道4掘开，并进行适当支护，使其恢复到原设计断面的形状和大小。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.一种采空区巷道加固结构，包括填充加固层、止浆墙、钢筋灌注部以及支护钢管部；所述填充加固层位于巷道四周的围岩中，通过水泥浆使松散的岩体填充固化形成；所述止浆墙设置于巷道塌陷段的端部，其特征在于；

所述钢筋灌注部沿巷道四周呈圆周形布置，由多根钢筋灌注桩组成，所述钢筋灌注桩起始于止浆墙远离巷道塌陷段或采空区的一面，向塌陷段或采空区一侧延伸，每根所述钢筋灌注桩位于止浆墙上的起始端的孔间距为300-500mm，与巷道轴线所成的角度为10°-12°，所述钢筋灌注桩由浆料包裹两根φ25的螺纹钢筋形成；

所述支护钢管部沿巷道四周呈圆周形布置于所述钢筋灌注部的内侧，由多根钢管灌注桩组成，所述钢管灌注桩起始于止浆墙远离巷道塌陷段或采空区的一面，向塌陷段或采空区一侧延伸，每根所述钢管灌注桩位于止浆墙上的起始端的孔间距为200-400mm，与巷道轴线所成的角度为8°-10°，所述钢管灌注桩为φ18的空心钢管内填充浆料形成。

2.根据权利要求1所述的一种采空区巷道加固结构，其特征在于：填充所述塌陷段或采空区的废石选用不同级配的碎石。

3.根据权利要求1所述的一种采空区巷道加固结构，其特征在于：所述空心钢管为镀锌螺旋钢管，钢管周壁上具有若干孔洞。

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