一种PE缓冲结构与钢拱架支护结构及施工方法与流程

本发明涉及隧道施工，尤其涉及一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构及施工方法。

背景技术：

1、在隧道、巷道等地下工程中，喷射混凝土+钢拱架支护方案是受到广泛应用的联合支护方案，但在围岩发生较大变形时很容易出现衬砌开裂和钢拱架的扭曲，不能起到很好的支护效果。pe缓冲结构+预制u型可收缩钢拱架可以很好地弥补传统钢拱架的缺点，使隧道、巷道在围岩发生较大变形时依然保持稳定。

2、但是pe缓冲结构属于活动结构，将pe缓冲结构直接纵向铺设到巷道内会对上覆结构的稳定性造成危害，并且预制u型可收缩钢拱架和混凝土路面之间需要一种既能保证u型钢拱架卡缆能自由缩动，又满足上覆混凝土路面的承载力要求的填筑材料。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构及施工方法，通过垫块、有棱角碎石垫层组合能有效固定pe缓冲结构和定位钢拱架位置，并为其提供充分的可收缩空间，同时保证了上覆混凝土路面的承载力要求，因此能够允许围岩释放足够的变形能。

2、为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

3、第一方面，本发明的实施例提供了一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构，包括多个沿巷道纵向设置的可收缩钢拱架，钢拱架底部铺设有pe缓冲结构，所述pe缓冲结构对应于钢拱架拱底位置设置垫块，所述垫块由锚杆固定于围岩；

4、各钢拱架之间填铺有碎石垫层，碎石垫层从pe缓冲结构顶面铺至设定高度处，碎石垫层上侧设有混凝土路面层，垫块与碎石垫层用于在隧道沿环向发生挤压变形时，固定pe缓冲结构和定位钢拱架位置。

5、作为进一步的实现方式，所述钢拱架包括若干钢支架单元，相邻钢支架单元通过卡缆连接形成环形结构。

6、作为进一步的实现方式，所述碎石垫层为有棱角碎石垫层，有棱角碎石垫层预先铺设于pe缓冲器结构设定厚度。

7、作为进一步的实现方式，所述垫块位于pe缓冲结构断面的中心位置，所述锚杆垂直于围岩表面。

8、第二方面，本发明的实施例还提供了一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构的施工方法，包括：

9、沿巷道轴向pe缓冲结构中心位置安装垫块，垫块置于拱底位置，并通过锚杆与底部围岩固定；

10、安装可收缩钢拱架，并将可收缩钢拱架置于垫块上侧；

11、向钢拱架之间填铺碎石垫层至设定高度，以当巷道沿环向发生挤压变形时，使可收缩钢拱架能够自由缩动。

12、作为进一步的实现方式，在放置可收缩钢拱架之前，预先在pe缓冲结构表面铺设8-10cm厚度的有棱角碎石垫层。

13、作为进一步的实现方式，所述可收缩钢拱架上侧的有棱角碎石垫层厚度大于40cm。

14、作为进一步的实现方式，安装可收缩钢拱架的方法为：先水平方向将各钢支架单元通过卡缆连接成环，然后立起后放置于垫块上侧。

15、作为进一步的实现方式，沿巷道纵向铺设pe缓冲结构至起拱线高度。

16、作为进一步的实现方式，还包括喷射混凝土支护，向裸露围岩复喷混凝土层满足pe缓冲结构与钢拱架支护净空要求。

17、本发明的有益效果如下：

18、(1)本发明pe缓冲结构+可收缩钢拱架设置的垫块、有棱角碎石垫层，具有承载稳定、取材方便、结构功能性强等优点，当安装预制可收缩钢拱架时，垫块能有效固定pe缓冲结构和定位钢拱架位置，当卡缆因受力而产生的收缩时，垫块和有棱角碎石垫层能够在保证可收缩钢拱架稳定的同时，提供卡缆足够的可收缩空间。

19、(2)本发明预先在pe缓冲结构表面铺设8-10cm厚有棱角碎石垫层，之后在可收缩钢拱架上覆剩余有棱碎石垫层，方便有棱角碎石垫层的填充，且保证钢拱架在安装的时候更加稳定。

技术特征：

1.一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构，其特征在于，包括多个沿巷道纵向设置的可收缩钢拱架，钢拱架底部铺设有pe缓冲结构，所述pe缓冲结构对应于钢拱架拱底位置设置垫块，所述垫块由锚杆固定于围岩；

2.根据权利要求1所述的一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构，其特征在于，所述钢拱架包括若干钢支架单元，相邻钢支架单元通过卡缆连接形成环形结构。

3.根据权利要求1所述的一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构，其特征在于，所述碎石垫层为有棱角碎石垫层，有棱角碎石垫层预先铺设于pe缓冲器结构设定厚度。

4.根据权利要求1所述的一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构，其特征在于，所述垫块位于pe缓冲结构断面的中心位置，所述锚杆垂直于围岩表面。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构的施工方法，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构的施工方法，其特征在于，在放置可收缩钢拱架之前，预先在pe缓冲结构表面铺设8-10cm厚度的有棱角碎石垫层。

7.根据权利要求6所述的一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构的施工方法，其特征在于，所述可收缩钢拱架上侧的有棱角碎石垫层厚度大于40cm。

8.根据权利要求5所述的一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构的施工方法，其特征在于，安装可收缩钢拱架的方法为：先水平方向将各钢支架单元通过卡缆连接成环，然后立起后放置于垫块上侧。

9.根据权利要求5所述的一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构的施工方法，其特征在于，沿巷道纵向铺设pe缓冲结构至起拱线高度。

10.根据权利要求5所述的一种pe缓冲结构与钢拱架支护结构的施工方法，其特征在于，还包括喷射混凝土支护，向裸露围岩复喷混凝土层满足pe缓冲结构与钢拱架支护净空要求。

技术总结
本发明公开了一种PE缓冲结构与钢拱架支护结构及施工方法，涉及隧道施工技术领域，包括多个沿巷道纵向设置的可收缩钢拱架，钢拱架底部铺设有PE缓冲结构，所述PE缓冲结构对应于钢拱架拱底位置设置垫块，所述垫块由锚杆固定于围岩；各钢拱架之间填铺有碎石垫层，碎石垫层从PE缓冲结构顶面铺至设定高度处，碎石垫层上侧设有混凝土路面层，垫块与碎石垫层用于在隧道沿环向发生挤压变形时，固定PE缓冲结构和定位钢拱架位置。本发明通过垫块、有棱角碎石垫层组合能有效固定PE缓冲结构和定位钢拱架位置，并为其提供充分的可收缩空间，同时保证了上覆混凝土路面的承载力要求，因此能够允许围岩释放足够的变形能。

技术研发人员：陈清华,李剑锋,李运发,刘金虎,梁玉柱,吕宏良,陈亚兵,刘思佳,伍国军
受保护的技术使用者：徐州矿务集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13