专利名称：一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统及施工方法
技术领域：
本发明涉及地下工程支护，具体涉及一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统及施 工方法。
背景技术：
传统的地下软岩井巷及硐室、受采动压力影响大的回采巷道一般采用锚网索、喷 射混凝土、钢支架、砌碹及其组合对围岩进行支护。锚网索支护刚度不高，泥质围岩易遇水 泥化导致锚索锚固失效；喷射混凝土支护强度低，粉尘大；钢支架造价高；砌碹支护可靠但 施工速度慢，不能适应大变形。软岩巷道一般采用二次支护，一次支护般采用锚网喷，二次 支护采用喷射混凝土、砌碹、钢支架或注浆，施工速度慢，工序复杂，劳动强度大，造价高。
发明内容
本发明的目的是提供种结构简单，一次施工，施工速度快，劳动效率高，适应大地 压、大变形，支护效果好的可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统。本发明的另一目的是提供一种可缩混凝土碹与锚杆支护的施工方法。为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的该系统由双层纤维 柔性模板、带双托盘锚杆、混凝土层、高压缩性材料层及钢筋网组成，其特征在于在开挖的 巷隧围岩内侧置有双层纤维柔性模板，所述双层纤维柔性模板由三层纤维布缝制成相互独 立并叠合的内层空间与外层空间，内层空间通过限位绳将内层纤维布和中间层纤维布连 接，内层空间的内层纤维布的内侧挂有钢筋网，钢筋网内侧置有内托盘及螺母，锚杆一端锚 入围岩，其上紧贴围岩表面置有外托盘及螺母，锚杆的外露端穿过锚杆孔、钢筋网，通过内 托盘及螺母将双层纤维柔性模板的内层空间、外层空间串联悬挂连接于巷隧围岩周边，其 中内层空间通过内层灌注口充填有混凝土，外层空间通过外层灌注口充填有高压缩性材 料，形成锚杆穿过混凝土层和高压缩性材料层与围岩连接的一种可缩混凝土碹与锚杆联合 支护系统。一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统的施工方法，按下述步骤进行1)双层纤维柔性模板制作用透水不透浆的高强度纤维布在地面车间制成与井 巷或隧道周边长度相同的双层纤维柔模板；2)锚杆安装巷道开挖后安装锚杆和外托盘及螺母；3)模板及钢筋网挂设将双层纤维柔性模板及钢筋网套挂在锚杆外露端上，通过 内托盘及螺母固定在巷道周边；4)双层纤维柔性模板的内层空间泵注入混凝土 采用混凝土泵经由输送管、内层 灌注口向双层纤维柔性模板的内层空间泵注混凝土；5)双层纤维柔性模板的外层空间泵注入高压缩性材料在混凝土凝固后，采用混 凝土泵经由输送管、外层灌注口向双层纤维柔性模板的外层空间泵注高压缩性材料。本发明的有益效果是支护结构简单可靠，施工方便，工人劳动强度低，机械化程度高，适合大地压、大变形地下工程支护，特别适合地下软岩、受采动压力影响大的回采巷 道等复杂地层巷隧支护，广泛用于矿山井巷，交通隧道，水利、国防等地下工程作临时或永 久支护。
图1为可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统结构示意图；图2为可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统局部结构详图；图3为双层纤维柔性模板平面图；图4为图3中1-1剖面图；图5为图3中2-2剖面图；图6为图3中双层纤维柔性模板的内层灌注口示意图；图7为图3中双层纤维柔性模板的外层灌注口示意图；图8为双层纤维柔性模板结构三维示意图；图9为实施例2中可缩混凝土条带碹与锚杆联合支护系统的纵断面图；图中1-混凝土，2-高压缩性材料，3-双托盘锚杆，4-围岩，5-双层纤维柔性模 板，6-钢筋网，7-外托盘及螺母，8-锚杆孔，9-内层灌注口，10-外层灌注口，11-内层空间， 12-外层空间，13-内托盘及螺母，14-单托盘锚杆，15-限位绳。
具体实施例方式附图为本发明的实施例。下面结合附图对本发明的内容作进一步说明参照图1、图2所示，井巷及隧道内侧紧贴围岩4周边置有双层纤维柔性模板5，双 层纤维柔性模板5由高强纤维材料制成，双层纤维柔性模板5上有开有多个锚杆孔8，双层 纤维柔性模板5内侧置有钢筋网6，锚杆3穿过钢筋网6、混凝土 1、高压缩性材料2与围岩 4连接。所述的双层纤维柔性模板5周长与井巷或隧道周边毛断面长度相同。所述双层纤维柔性模板5浇筑的碹体由刚性层和可缩层组成。所述的混凝土 1为普通混凝土或快硬混凝土。所述的高缩性材料2为泡沫混凝土、黄泥或其它压缩性高的材料。所述的锚杆3上分别固定连接有两套托盘及螺母。图3、图4、图5、图6、图7所示，双层纤维柔性模板5上缝制有锚杆孔8、内层灌注 口 9及外层灌注口 10，锚杆孔8可套入锚杆3外露端从而将双层纤维柔性模板5吊挂于巷 道周边，内层灌注口 9与外层灌注口 10都为双层筒状结构，内层灌注口 9的里层置于双层 纤维柔性模板5内部，起到自封闭作用，使混凝土 1注满后不漏出，内层灌注口 9的外层与 混凝土输送管绑扎，在混凝土 1凝固后，通过外层灌注口 10向双层纤维柔性模板5的外层 空间12充填高压缩性材料2。一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统的施工方法，按下述步骤进行1)双层纤维柔性模板制作用透水不透浆的高强度纤维布在地面车间制成与井 巷或隧道周边长度相同的双层纤维柔模板5 ；
2)锚杆安装巷道开挖后安装锚杆3和外托盘及螺母7 ；3)模板及钢筋网挂设将双层纤维柔性模板5及钢筋网6套挂在锚杆3外露端上， 通过内托盘及螺母13固定在巷道周边；4)双层纤维柔性模板的内层空间泵注入混凝土 采用混凝土泵经由输送管、内层 灌注口 9向双层纤维柔性模板5的内层空间11泵注混凝土 1 ；5)双层纤维柔性模板的外层空间泵注入高压缩性材料在混凝土凝固后，采用混 凝土泵经由输送管、外层灌注口 10向双层纤维柔性模板5的外层空间12泵注高压缩性材 料2。实施例1一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统，双层纤维柔性模板5由高强度纤维布按 巷隧周边长度制成长方体结构物，其上带有锚杆孔8、内层灌注口 9及外层灌注口 10，施工 时双层纤维柔性模板5紧贴围岩连续铺设，其内侧铺设钢筋网6，锚杆3穿过钢筋网6、双层 纤维柔性模板5与围岩4连接，通过混凝土泵经由输送管、内层灌注口 9向双层纤维柔性模 板5的内层空间11泵注混凝土 1形成混凝土层，待混凝土 1凝固后向双层纤维柔性模板5 的外层空间12泵注泡沫混凝土形成高压缩性材料层，最终形成可缩混凝土碹与锚杆联合 支护结构。该结构中，可缩混凝土碹连续布置。实施例2一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统，双层纤维柔性模板5由高强度纤维布按 巷隧周边长度制成长方体结构物，其上带有锚杆孔8、内层灌注口 9及外层灌注口 10，施工 时双层纤维柔性模板5紧贴围岩4间隔铺设，其外铺设钢筋网6，锚杆3穿过钢筋网6、双层 纤维柔性模板5与围岩4连接，而两相邻双层纤维柔性模板5间有一排锚杆14，通过混凝土 泵经由输送管、内层灌注口 9向双层纤维柔性模板5的内层空间11泵注混凝土 1形成混凝 土层，待混凝土 1凝固后向双层纤维柔性模板5的外层空间12泵注泡沫混凝土形成高压缩 性材料2层，最终形成锚杆与可缩混凝土条带碹联合支护结构。该结构中，可缩混凝土碹条 带布置。发明所提供的技术方案根据地质条件混凝土可缩碹可为连续布置，即形成可缩混 凝土连续碹与锚杆联合支护，也可是条带布置，即形成可缩混凝土条带碹与锚杆联合支护。
权利要求
一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统，该系统由双层纤维柔性模板(5)、带双托盘锚杆(3)、混凝土层(1)、高压缩性材料层(2)及钢筋网(6)组成，其特征在于在开挖的巷隧围岩(4)内侧置有双层纤维柔性模板(5)，所述双层纤维柔性模板(5)由三层纤维布缝制成相互独立并叠合的内层空间(11)与外层空间(12)，内层空间(11)通过限位绳(15)将内层纤维布和中间层纤维布连接，内层空间(11)的内层纤维布的内侧挂有钢筋网(6)，钢筋网(6)内侧置有内托盘及螺母(13)，锚杆(3)一端锚入围岩(4)中，在紧贴围岩(4)表面处安装有外托盘及螺母(7)，锚杆(3)的外露端穿过锚杆孔(8)、钢筋网(6)，通过内托盘及螺母(13)将双层纤维柔性模板(1)的内层空间(11)、外层空间(12)串联悬挂连接于巷隧围岩(4)周边，其中内层空间(11)通过内层灌注口(9)充填有混凝土(1)，外层空间(12)通过外层灌注口(10)充填有高压缩性材料(2)，通过锚杆(3)穿过混凝土层(1)和高压缩性材料层(2)与围岩(4)连接的一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统。
2.根据权利要求1所述的一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统，其特征在于所述的 可缩混凝土碹由采用双层纤维柔性模板(5)浇筑的刚性层和可缩层组成。
3.根据权利要求1所述的一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统，其特征在于所述的 混凝土层(1)为普通混凝土或快硬混凝土。
4.根据权利要求1所述的一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统，其特征在于所述的 高压缩性材料层(2)为泡沫混凝土、黄泥或其它压缩性高的材料。
5.根据权利要求1所述的一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统，其特征在于所述的 锚杆(3)上分别固定连接有两套托盘及螺母。
6.一种权利要求1所述的一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统的施工方法，按下述 步骤进行1)双层纤维柔性模板制作用透水不透浆的高强度纤维布在地面车间制成与井巷或 隧道周边长度相同的双层纤维柔模板(5)；2)锚杆安装巷道开挖后安装锚杆(3)和外托盘及螺母(7)；3)模板及钢筋网挂设将双层纤维柔性模板(5)及钢筋网(6)套挂在锚杆(3)外露端 上，通过内托盘及螺母(13)固定在巷道周边；4)双层纤维柔性模板的内层空间泵注入混凝土采用混凝土泵经由输送管、内层灌注 口(9)向双层纤维柔性模板(5)的内层空间(11)泵注混凝土层(1)；5)双层纤维柔性模板的外层空间泵注入高压缩性材料在混凝土凝固后，采用混凝土 泵经由输送管、外层灌注口(10)向双层纤维柔性模板(5)的外层空间(12)泵注高压缩性 材料层⑵。
全文摘要
本发明公开了一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统及施工方法。可缩混凝土碹由双层材料复合而成，一层为混凝土层，另一层为高压缩性材料层，锚杆穿过混凝土层和高压缩性材料层与围岩连接，形成一种可缩混凝土碹与锚杆联合支护系统。方法通过混凝土泵经由输送管、内层灌注口向双层纤维柔性模板的内层空间泵注普通混凝土或快硬混凝土；在混凝土凝固后，向双层纤维柔性模板的外层空间泵注泡沫混凝土或黄泥。支护结构简单可靠，施工方便，工人劳动强度低，机械化程度高，适合软岩、大地压、大变形地下工程支护，广泛用于矿山井巷，交通隧道，水利、国防等地下工程支护。
文档编号E21D21/00GK101975073SQ20091002413
公开日2011年2月16日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者吴玉意, 王晓利 申请人:王晓利