CN220599801U - 一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构。目前缺少与竖井掘进机施工相匹配的井筒支护方案，以确保竖井安全快速施工。本结构竖向设置于竖井内，包括喷射混凝土支护、二次自防水结构和中隔板；喷射混凝土支护位于竖井内壁，二次自防水结构位于喷射混凝土支护内侧，喷射混凝土支护和喷射混凝土支护组成支护井筒；中隔板设置于支护井筒内并对支护井筒进行竖向分隔。本实用新型能够适应大变形等不良地质和通风等特殊功能需求，主要采用竖井掘进机搭载的设备进行机械化施工，减少了人力作业，支护结构抗变形能力强、安全性高、施工速度快，特别适用于深大竖井工程建设。

Description

一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构

技术领域

本实用新型涉及竖井工程施工技术领域，具体涉及一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构。

背景技术

传统竖井采用钻爆法开挖，爆破完后在工作面实施衬砌支护，锚杆、喷射混凝土和钢架架设均采用人工作业，安全性较差，施工速度较慢，质量控制难度大，特别是面对深大竖井时，上述施工方法的施工效率十分低下。

近年来，随着铁路、公路、水利等深大竖井工程的不断涌现，竖井掘进机设备研发落地，与传统施工方法相比，利用竖井掘进机纵向施工，能大幅减少施工人员，掘进效率得到了明显的提高。作为一种新型的掘进设备，目前还缺少与竖井掘进机施工相匹配的井筒支护方案，需要提出一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，以确保竖井安全、快速、高质量建设。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，以解决目前没有适用于竖井掘进机施工的井筒支护措施的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，所述结构竖向设置于竖井内，包括喷射混凝土支护、二次自防水结构和中隔板；

所述喷射混凝土支护位于竖井内壁，所述二次自防水结构位于所述喷射混凝土支护内侧，所述喷射混凝土支护和所述喷射混凝土支护组成支护井筒；

所述中隔板设置于所述支护井筒内并对所述支护井筒进行竖向分隔。

进一步地，所述二次自防水结构为预制管片拼装结构或钢筋混凝土现浇结构。

进一步地，所述喷射混凝土支护内设置有钢架结构，所述钢架结构由环向布置的多节弧形的型钢钢架拼接组成。

进一步地，所述钢架结构沿竖井深度方向间隔布置，上下相邻的所述钢架结构通过连接钢筋焊接连接，所述连接钢筋环向均匀布置。

进一步地，所述型钢钢架的端部设置有连接钢板，环向相邻两节所述型钢钢架通过螺栓将彼此的所述连接钢板相连接。

进一步地，环向相邻两节所述型钢钢架的连接处为钢架接头，各个所述型钢钢架的所述钢架接头的位置沿竖井深度方向交错布置。

进一步地，所述喷射混凝土支护外侧的岩体内打设有斜向短锚杆和斜向长锚杆。

进一步地，所述中隔板为现浇混凝土结构，与所述二次自防水结构通过植筋连接或者整体浇筑。

或者，所述中隔板为钢架结构，与所述二次自防水结构通过锚栓连接。

进一步地，所述二次自防水结构自上而下设置有径向的钢筋混凝土防沉基座，所述钢筋混凝土防沉基座的外端嵌入所述喷射混凝土支护。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提出了一种适用于竖井掘进机的复合支护结构，能够适应大变形等不良地质和通风等特殊功能需求，主要采用竖井掘进机搭载的设备进行机械化施工，减少了人力作业，支护结构抗变形能力强、安全性高、施工速度快，特别适用于深大竖井工程建设。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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实施例的附图。

图1是本实用新型的平面图。

图2是钢架结构的平面图。

图3是钢架接头的结构图。

图4是钢筋混凝土防沉基座的结构图。

图中标识为：

1-斜向短锚杆，2-斜向长锚杆，3-喷射混凝土支护，4-二次自防水结构，5-中隔板，6-型钢钢架，7-钢架接头，8-螺栓，9-连接钢板，10-竖井空间，11-钢筋混凝土防沉基座。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“竖向”、“内”、“外”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专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”等应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。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在本专利中的具体含义。

本实用新型提供了一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，结合竖井掘进机的特性而设计,可适应局部大变形不良地质，可采用掘进机搭载的设备机械化施工。

如图1，所述结构竖向设置于竖井内，包括喷射混凝土支护3和二次自防水结构4。喷射混凝土支护3位于竖井内壁，紧贴竖井开挖岩面，二次自防水结构4位于喷射混凝土支护3内侧，喷射混凝土支护3和喷射混凝土支护3组成支护井筒。

喷射混凝土支护3为现浇结构，可采用普通混凝土或者纤维混凝土，由竖井掘进机上配备的喷射混凝土系统施工。喷射混凝土支护3外侧的岩体内打设有斜向短锚杆1和斜向长锚杆2。斜向短锚杆1由竖井掘进机上配备的锚杆钻机在岩体内打设，锚杆布置与竖井井壁切向呈一定角度，不与围岩面垂直，以满足锚杆钻机施工要求。斜向短锚杆1适用一般硬岩地段，锚杆水平向间距1.2～1.5m，竖向间距1～1.5m，每环锚杆沿竖井壁切向一定夹角布置，长度2.5～3m，与竖井掘进机搭载的锚杆钻机性能匹配。当围岩有大变形等不良地质时，由掘进机上配备的锚杆钻机在岩体内打设斜向长锚杆2，锚杆与井壁切向呈一定角度。斜向长锚杆2适用在大变形不良地质地段，锚杆水平向间距1.0～1.2m，竖向间距0.6～1m，每环锚杆沿竖井壁切向一定夹角布置，长度满足受力需要，并与掘进机搭载的锚杆钻机性能匹配。当围岩自稳条件较差时，喷射混凝土支护3内设置有钢架结构，如图2，钢架结构由环向布置的多节弧形的型钢钢架6拼接组成，根据竖井空间尺寸分节段设计。钢架结构自上而下等间距设置多环，间距1.2m～1.5m。上下相邻的钢架结构通过连接钢筋焊接连接，连接钢筋竖向设置并环向均匀布置，上下两端焊接到钢架结构上。如图3，型钢钢架6的端部设置有连接钢板9，环向相邻两节型钢钢架6通过螺栓8将彼此的连接钢板9相连接。钢架结构采用竖井掘进机自带的钢架安装器自动化安装。环向相邻两节型钢钢架6的连接处为钢架接头7，各个型钢钢架6的钢架接头7的位置沿竖井深度方向交错布置。

二次自防水结构4为预制管片拼装结构或钢筋混凝土现浇结构，采用自身具有一定防水抗渗功能的材料。采用预制管片拼装结构时，可在工厂预制弧形管片，端部预留连接件，运抵现场后拼装施工。采用钢筋混凝土现浇结构时，需在现场绑扎钢筋并立模，现浇施工。

根据功能需要，所述结构还可包括中隔板5，中隔板5设置于支护井筒内并对支护井筒进行竖向分隔。中隔板5为现浇混凝土结构，与二次自防水结构4通过植筋连接或者整体浇筑。中隔板5也可采用装配式轻型结构，如钢架结构，与二次自防水结构4通过锚栓连接，具有耐久性和耐腐蚀性。

如图4，在一些实施例中，二次自防水结构4自上而下设置有径向的钢筋混凝土防沉基座11，竖向间隔50m左右，钢筋混凝土防沉基座11的外端嵌入喷射混凝土支护3，有效防止二次自防水结构4下沉过大。

上述结构中的混凝土、钢架等材料利用地面吊桶运输系统上下运输，结构的具体施工过程包括以下步骤：

步骤一：地面组装竖井掘进机及吊装系统，利用始发洞开始掘进，形成竖井空间10。

步骤二：利用掘进机搭载的锚杆钻机，沿着竖井壁周边打设斜向短锚杆1(必要时补充斜向长锚杆2)，挂钢筋网(在相应的围岩地段安装)。

步骤三：型钢钢架6在地面预制加工，利用吊桶运输至作业平台，采用掘进机搭载的钢架拼装机完成钢架结构7的拼装及固定。

步骤四：利用掘进机搭载的喷射混凝土系统，完成喷射混凝土，形成喷射混凝土支护3。

步骤五：浇筑二次自防水结构4，或者通过拼装预制管片施工。

步骤六：掘进机分段重复开挖，完成喷射混凝土支护3、二次自防水结构4，直至施工到竖井底部，完成整个支护井筒。

步骤七：当需要分隔竖井空间时，施工竖井内部中隔板，将竖井分隔成两个独立空间。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

所述结构竖向设置于竖井内，包括喷射混凝土支护(3)、二次自防水结构(4)和中隔板(5)；

所述喷射混凝土支护(3)位于竖井内壁，所述二次自防水结构(4)位于所述喷射混凝土支护(3)内侧，所述喷射混凝土支护(3)和所述喷射混凝土支护(3)组成支护井筒；

所述中隔板(5)设置于所述支护井筒内并对所述支护井筒进行竖向分隔。

2.根据权利要求1所述的一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

所述二次自防水结构(4)为预制管片拼装结构或钢筋混凝土现浇结构。

3.根据权利要求1所述的一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

所述喷射混凝土支护(3)内设置有钢架结构，所述钢架结构由环向布置的多节弧形的型钢钢架(6)拼接组成。

4.根据权利要求3所述的一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

所述钢架结构沿竖井深度方向间隔布置，上下相邻的所述钢架结构通过连接钢筋焊接连接，所述连接钢筋环向均匀布置。

5.根据权利要求4所述的一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

所述型钢钢架(6)的端部设置有连接钢板(9)，环向相邻两节所述型钢钢架(6)通过螺栓(8)将彼此的所述连接钢板(9)相连接。

6.根据权利要求5所述的一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

环向相邻两节所述型钢钢架(6)的连接处为钢架接头(7)，各个所述型钢钢架(6)的所述钢架接头(7)的位置沿竖井深度方向交错布置。

7.根据权利要求1所述的一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

所述喷射混凝土支护(3)外侧的岩体内打设有斜向短锚杆(1)和斜向长锚杆(2)。

8.根据权利要求1所述的一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

所述中隔板(5)为现浇混凝土结构，与所述二次自防水结构(4)通过植筋连接或者整体浇筑。

9.根据权利要求1所述的一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

所述中隔板(5)为钢架结构，与所述二次自防水结构(4)通过锚栓连接。

10.根据权利要求1所述的一种适用于竖井掘进机的井筒支护结构，其特征在于：

所述二次自防水结构(4)自上而下设置有径向的钢筋混凝土防沉基座(11)，所述钢筋混凝土防沉基座(11)的外端嵌入所述喷射混凝土支护(3)。