煤矿斜井明槽段开挖支护结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种煤矿斜井明槽段开挖支护结构，包括由上至下开挖形成的明槽槽体、平铺在明槽槽体内侧底部的回填底板和布设在明槽槽体内的明槽支护结构；明槽槽体的边坡内侧设置有边坡防护墙，边坡防护墙为由多个沙袋码放形成的侧部防护墙；回填底板为片石混凝土底板；明槽支护结构包括钢筋混凝土拱墙和钢筋混凝土底板；钢筋混凝土拱墙内设置拱形钢筋骨架，拱形钢筋骨架包括多个平行布设的拱形钢筋支撑架，每个拱形钢筋支撑架均包括外侧拱形钢筋架、内侧拱形钢筋架和多道钢筋架连接钢筋。本实用新型结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成位于冲积层的煤矿斜井明槽段的开挖支护施工过程，并且施工质量易于保证。
【专利说明】
煤矿斜井明槽段开挖支护结构
技术领域
[0001]本实用新型属于煤矿巷道开挖支护技术领域，尤其是涉及一种煤矿斜井明槽段开挖支护结构。
【背景技术】
[0002]斜井是指与地面直接相通的倾斜巷道，其作用与立井和平硐相同。煤矿斜井根据用途可分为回风斜井、主斜井和副斜井。斜井的硐身前期为砌碹巷道，而硐口部分施工过程中，不可能一开始就能够成巷，要开挖的大一些，而大的那部分砌碹后成型的巷道就是明槽。当需要开挖的深度不是很深时，一般采用明槽开挖，即从上到下开挖。对地处沙漠地区的煤矿斜井明槽段进行开挖时，由于施工地区的地貌为沙漠滩地地貌，所施工明槽段位于内部含水的冲积层上，施工难度较大。现如今，对位于冲积层上的煤矿斜井明槽段进行开挖及支护施工时，没有一套统一、标准且规范的施工方法可供遵循，实际施工时不可避免地存在施工操作较随意、施工效率低、施工质量不易保证等问题。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其结构简单、设计合理且施工简便、使用效果好，能简便、快速完成位于冲积层的煤矿斜井明槽段的开挖支护施工过程，并且施工质量易于保证。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:包括由上至下开挖形成的明槽槽体、平铺在明槽槽体内侧底部的回填底板和布设在明槽槽体内的明槽支护结构，所述明槽槽体的横截面为等腰梯形且其宽度由上至下逐渐缩小;所述明槽槽体的左右两侧边坡内侧均设置有边坡防护墙，所述边坡防护墙为由多个沙袋码放形成的侧部防护墙;两个所述边坡防护墙分别位于明槽支护结构的左右两侧，所述回填底板、明槽支护结构和边坡防护墙均沿明槽槽体的纵向长度方向进行布设；
[0005]所述回填底板为片石混凝土底板，所述回填底板分为中部底板和两个对称布设在所述中部底板左右两侧的侧部底板，所述侧部底板的厚度小于所述中部底板的厚度，两个所述侧部底板的底面均与所述中部底板的底面相平齐;所述中部底板的厚度不小于500mm，所述侧部底板的厚度不小于300mm;
[0006]所述明槽支护结构包括钢筋混凝土拱墙和布设于所述中部底板上的钢筋混凝土底板，所述钢筋混凝土底板内设置有底板钢筋网；所述钢筋混凝土拱墙的内部宽度D = 5m?6m且其内部高度Hl = 4m?5m，且钢筋混凝土拱墙的墙体厚度为500mm?600mm;所述钢筋混凝土拱墙内设置拱形钢筋骨架，所述拱形钢筋骨架包括多个平行布设的拱形钢筋支撑架，多个所述拱形钢筋骨架沿钢筋混凝土拱墙的长度方向由前至后进行布设，每个所述拱形钢筋骨架均与钢筋混凝土拱墙呈垂直布设，前后相邻两个所述拱形钢筋骨架之间的间距为250mm?350mm;每个所述拱形钢筋支撑架均包括外侧拱形钢筋架、位于外侧拱形钢筋架内侧的内侧拱形钢筋架和多道连接于外侧拱形钢筋架与内侧拱形钢筋架之间的钢筋架连接钢筋，所述外侧拱形钢筋架和内侧拱形钢筋架的结构相同且二者均布设在钢筋混凝土拱墙的同一个横断面上，多道所述钢筋架连接钢筋均布设在同一平面上且其沿外侧拱形钢筋架由左至右进行布设;多个所述拱形钢筋骨架的外侧拱形钢筋架通过多道外侧纵向连接钢筋紧固连接为一体，多道所述外侧纵向连接钢筋均沿钢筋混凝土拱墙的长度方向进行布设，每个所述外侧拱形钢筋架均与多道所述外侧纵向连接钢筋固定连接;多个所述拱形钢筋骨架的内侧拱形钢筋架通过多道内侧纵向连接钢筋紧固连接为一体，多道所述内侧纵向连接钢筋均沿钢筋混凝土拱墙的长度方向进行布设，每个所述内侧拱形钢筋架均与多道所述内侧纵向连接钢筋固定连接。
[0007]上述煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征是:所述明槽槽体的宽度由后向前逐渐增大。
[0008]上述煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征是:所述明槽槽体的长度为80m?120m ο
[0009]上述煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征是:所述钢筋混凝土拱墙包括左右两个对称支撑于两个所述侧部底板上的竖向边墙和支撑于两个所述竖向边墙上部之间的拱部墙体；
[0010]所述外侧拱形钢筋架和内侧拱形钢筋架均包括拱部钢筋段和左右两个对称布设的竖向钢筋段，两个所述竖向钢筋段分别连接于所述拱部钢筋段的左右两侧下方;两个所述竖向钢筋段分别布设在两个所述竖向边墙内，所述拱部钢筋段布设在拱部墙体内。
[0011]上述煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征是:所述竖向边墙的高度H2= l.6m?
2m ο
[0012]上述煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征是:两个所述竖向边墙的底部均设置有一个钢筋混凝土底座，两个所述钢筋混凝土底座分别支撑于两个所述侧部底板上，两个所述钢筋混凝土底座呈对称布设且二者的顶面均高于所述中部底板的顶面。
[0013]上述煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征是:每个所述拱形钢筋骨架的左右两侧下方均设置有一个矩形钢筋环，两个所述矩形钢筋环分别位于两个所述钢筋混凝土底座内；每个所述钢筋混凝土底座的内侧上部均设置有上钢筋网，每个所述钢筋混凝土底座的内侧下部均设置有下钢筋网，所述上钢筋网和下钢筋网均沿钢筋混凝土底座的长度方向进行布设，所述上钢筋网和下钢筋网均位于矩形钢筋环内。
[0014]上述煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征是:每个所述矩形钢筋环与位于其内侧的上钢筋网和下钢筋网之间均通过第一竖向连接钢筋紧固连接，每个所述矩形钢筋环与位于其上方的所述拱形钢筋骨架之间均通过第二竖向连接钢筋紧固连接，每个所述矩形钢筋环与底板钢筋网之间均通过水平连接钢筋紧固连接。
[0015]上述煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征是:所述边坡防护墙包括后侧墙体和位于所述后侧墙体前端的前端墙体;所述后侧墙体由多个所述沙袋从后向前码放而成，所述前端墙体由多个所述沙袋由外向内码放而成。
[0016]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0017]1、结构简单、设计合理且投入施工成本较低。
[0018]2、施工简便且施工效率高，先在明槽槽体所处待开挖区域施工降水结构，再通过降水结构对明槽槽体所处待开挖区域进行降水;降水完成后，采用明挖法由上至下对明槽槽体进行开挖施工，并且开挖过程中同步在开挖成型的明槽槽体的内侧底部施工回填底板，并在已施工完成的回填底板上施工明槽支护结构，施工过程简单且施工质量易于保证。明槽槽体开挖及后期使用过程中，均能采用降水结构进行降水，采用降水结构能有效降低明槽槽体开挖及后期使用过程中的冲积层含水问题，确保明槽槽体开挖过程安全、快速进行，保证施工安全，并能保证明槽槽体长期有效使用。
[0019]3、所采用的边坡防护墙结构简单、设计合理且码放简便、施工效果好，开挖过程中，能同步对明槽槽体的左右两侧边墙分别进行有效支护。
[0020]4、所采用的明槽支护结构设计合理且施工简便、支护效果好，开挖过程中，与边坡防护墙相配合对开挖成型的明槽槽体进行有效支护。另外，该明槽支护结构位于回填底板上，回填底板采用片石混凝土底板时，施工简便且使用效果好，尤其适用于冲积层，能进一步保证明槽支护结构的支护效果，确保明槽支护结构的支护稳定性。
[0021]5、使用效果好且实用价值高，能简便、快速完成位于冲积层的煤矿斜井明槽段的开挖支护施工过程，并且施工质量易于保证。
[0022]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型明槽支护结构与边坡防护墙的布设位置示意图。
[0024]图2为本实用新型明槽支护结构的横断面结构示意图。
[0025]附图标记说明:
[0026]i 一明槽槽体；2 一回填底板；3—明槽支护结构；
[0027]3-1 一钢筋混凝土拱墙； 3_11—竖向边墙； 3_12—拱部墙体；
[0028]3-13 一外侧拱形钢筋架； 3-14—内侧拱形钢筋架；
[0029]3-15—外侧纵向连接钢筋；3-16 —内侧纵向连接钢筋；
[0030]3-17—钢筋架连接钢筋； 3-2—钢筋混凝土底板；
[0031]3-21一底板钢筋网；3-3—钢筋混凝土底座；
[0032]3-31一矩形钢筋环；3_32 一上钢筋网； 3_33 一下钢筋网；
[0033]4—边坡防护墙；
【具体实施方式】
[0034]如图1、图2所示，本实用新型包括由上至下开挖形成的明槽槽体1、平铺在明槽槽体I内侧底部的回填底板2和布设在明槽槽体I内的明槽支护结构3，所述明槽槽体I的横截面为等腰梯形且其宽度由上至下逐渐缩小;所述明槽槽体I的左右两侧边坡内侧均设置有边坡防护墙4，所述边坡防护墙4为由多个沙袋码放形成的侧部防护墙;两个所述边坡防护墙4分别位于明槽支护结构3的左右两侧，所述回填底板2、明槽支护结构3和边坡防护墙4均沿明槽槽体I的纵向长度方向进行布设。
[0035]所述回填底板2为片石混凝土底板，所述回填底板2分为中部底板和两个对称布设在所述中部底板左右两侧的侧部底板，所述侧部底板的厚度小于所述中部底板的厚度，两个所述侧部底板的底面均与所述中部底板的底面相平齐；所述中部底板的厚度不小于500mm，所述侧部底板的厚度不小于300mm。
[0036]所述明槽支护结构3包括钢筋混凝土拱墙3-1和布设于所述中部底板上的钢筋混凝土底板3-2，所述钢筋混凝土底板3-2内设置有底板钢筋网3-21;所述钢筋混凝土拱墙3-1的内部宽度D = 5m?6m且其内部高度Hl =4m?5m，且钢筋混凝土拱墙3-1的墙体厚度为500mm?600mm;所述钢筋混凝土拱墙3-1内设置拱形钢筋骨架，所述拱形钢筋骨架包括多个平行布设的拱形钢筋支撑架，多个所述拱形钢筋骨架沿钢筋混凝土拱墙3-1的长度方向由前至后进行布设，每个所述拱形钢筋骨架均与钢筋混凝土拱墙3-1呈垂直布设，前后相邻两个所述拱形钢筋骨架之间的间距为250mm?350mm;每个所述拱形钢筋支撑架均包括外侧拱形钢筋架3-13、位于外侧拱形钢筋架3-13内侧的内侧拱形钢筋架3-14和多道连接于外侧拱形钢筋架3-13与内侧拱形钢筋架3-14之间的钢筋架连接钢筋3-17，所述外侧拱形钢筋架3-13和内侧拱形钢筋架3-14的结构相同且二者均布设在钢筋混凝土拱墙3-1的同一个横断面上，多道所述钢筋架连接钢筋3-17均布设在同一平面上且其沿外侧拱形钢筋架3-13由左至右进行布设;多个所述拱形钢筋骨架的外侧拱形钢筋架3-13通过多道外侧纵向连接钢筋3-15紧固连接为一体，多道所述外侧纵向连接钢筋3-15均沿钢筋混凝土拱墙3-1的长度方向进行布设，每个所述外侧拱形钢筋架3-13均与多道所述外侧纵向连接钢筋3-15固定连接；多个所述拱形钢筋骨架的内侧拱形钢筋架3-14通过多道内侧纵向连接钢筋3-16紧固连接为一体，多道所述内侧纵向连接钢筋3-16均沿钢筋混凝土拱墙3-1的长度方向进行布设，每个所述内侧拱形钢筋架3-14均与多道所述内侧纵向连接钢筋3-16固定连接。
[0037]本实施例中，所述中部底板的厚度为500mm，所述侧部底板的厚度为300mm。
[0038]实际施工时，可根据具体需要，对所述中部底板和所述侧部底板的厚度进行相应调整。
[0039]本实施例中，所述明槽槽体I的宽度由后向前逐渐增大。
[0040 ] 并且，所述明槽槽体I的长度为80m?120m。
[0041]本实施例中，所述钢筋混凝土拱墙3-1包括左右两个对称支撑于两个所述侧部底板上的竖向边墙3-11和支撑于两个所述竖向边墙3-11上部之间的拱部墙体3-12;
[0042]所述外侧拱形钢筋架3-13和内侧拱形钢筋架3-14均包括拱部钢筋段和左右两个对称布设的竖向钢筋段，两个所述竖向钢筋段分别连接于所述拱部钢筋段的左右两侧下方;两个所述竖向钢筋段分别布设在两个所述竖向边墙3-11内，所述拱部钢筋段布设在拱部墙体3-12内。
[0043]本实施例中，所述竖向边墙3-11的高度H2 = l.6m?2m。
[0044]同时，两个所述竖向边墙3-11的底部均设置有一个钢筋混凝土底座3-3，两个所述钢筋混凝土底座3-3分别支撑于两个所述侧部底板上，两个所述钢筋混凝土底座3-3呈对称布设且二者的顶面均高于所述中部底板的顶面。
[0045]本实施例中，每个所述拱形钢筋骨架的左右两侧下方均设置有一个矩形钢筋环3-31，两个所述矩形钢筋环3-31分别位于两个所述钢筋混凝土底座3-3内；每个所述钢筋混凝土底座3-3的内侧上部均设置有上钢筋网3-32，每个所述钢筋混凝土底座3-3的内侧下部均设置有下钢筋网3-33，所述上钢筋网3-32和下钢筋网3-33均沿钢筋混凝土底座3-3的长度方向进行布设，所述上钢筋网3-32和下钢筋网3-33均位于矩形钢筋环3-31内。
[0046]本实施例中，所述矩形钢筋环3-31、所述拱形钢筋骨架、外侧纵向连接钢筋3-15、内侧纵向连接钢筋3-16、底板钢筋网3-21、上钢筋网3-32和下钢筋网3-33均采用直径为Φ18mm的钢筋。
[0047]为使结构稳固，本实施例中，每个所述矩形钢筋环3-31与位于其内侧的上钢筋网3-32和下钢筋网3-33之间均通过第一竖向连接钢筋紧固连接，每个所述矩形钢筋环3-31与位于其上方的所述拱形钢筋骨架之间均通过第二竖向连接钢筋紧固连接，每个所述矩形钢筋环3-31与底板钢筋网3-21之间均通过水平连接钢筋紧固连接。
[0048]本实施例中，所述边坡防护墙4包括后侧墙体和位于所述后侧墙体前端的前端墙体;所述后侧墙体由多个所述沙袋从后向前码放而成，所述前端墙体由多个所述沙袋由外向内码放而成。
[0049]实际施工时，先在明槽槽体I所处待开挖区域施工两个降水结构，两个所述降水结构分别位于明槽槽体I的左右两侧;每个所述降水结构包括多个由后向前布设在同一直线上的降水井，前后相邻两个所述降水井之间的间距为Sm，所述降水井与明槽槽体I的上沿之间的水平间距不大于5m，且所述降水井的深度不小于20m;待两个所述降水结构施工完成后，再通过两个所述降水结构中的所述降水井对明槽槽体I所处待开挖区域进行降水;降水完成后，采用明挖法由上至下对明槽槽体I进行开挖施工，并且开挖过程中同步采用边坡防护墙4对开挖成型的明槽槽体I的左右两侧边墙进行支护，且同步在开挖成型的明槽槽体I的内侧底部施工回填底板2，并在已施工完成的回填底板2上施工明槽支护结构3，施工过程简单且施工质量易于保证。
[0050]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.一种煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:包括由上至下开挖形成的明槽槽体(I)、平铺在明槽槽体(I)内侧底部的回填底板(2)和布设在明槽槽体(I)内的明槽支护结构(3)，所述明槽槽体(I)的横截面为等腰梯形且其宽度由上至下逐渐缩小;所述明槽槽体(I)的左右两侧边坡内侧均设置有边坡防护墙(4)，所述边坡防护墙(4)为由多个沙袋码放形成的侧部防护墙;两个所述边坡防护墙(4)分别位于明槽支护结构(3)的左右两侧，所述回填底板(2)、明槽支护结构(3)和边坡防护墙(4)均沿明槽槽体(I)的纵向长度方向进行布设； 所述回填底板(2)为片石混凝土底板，所述回填底板(2)分为中部底板和两个对称布设在所述中部底板左右两侧的侧部底板，所述侧部底板的厚度小于所述中部底板的厚度，两个所述侧部底板的底面均与所述中部底板的底面相平齐；所述中部底板的厚度不小于500mm，所述侧部底板的厚度不小于300mm; 所述明槽支护结构(3)包括钢筋混凝土拱墙(3-1)和布设于所述中部底板上的钢筋混凝土底板(3-2)，所述钢筋混凝土底板(3-2)内设置有底板钢筋网(3-21);所述钢筋混凝土拱墙(3-1)的内部宽度D = 5m?6π!且其内部高度Hl = 4m?5m，且钢筋混凝土拱墙(3_1)的墙体厚度为500mm?600mm;所述钢筋混凝土拱墙(3-1)内设置拱形钢筋骨架，所述拱形钢筋骨架包括多个平行布设的拱形钢筋支撑架，多个所述拱形钢筋骨架沿钢筋混凝土拱墙(3-1)的长度方向由前至后进行布设，每个所述拱形钢筋骨架均与钢筋混凝土拱墙(3-1)呈垂直布设，前后相邻两个所述拱形钢筋骨架之间的间距为250mm?350mm;每个所述拱形钢筋支撑架均包括外侧拱形钢筋架(3-13)、位于外侧拱形钢筋架(3-13)内侧的内侧拱形钢筋架(3-14)和多道连接于外侧拱形钢筋架(3-13)与内侧拱形钢筋架(3-14)之间的钢筋架连接钢筋(3-17)，所述外侧拱形钢筋架(3-13)和内侧拱形钢筋架(3-14)的结构相同且二者均布设在钢筋混凝土拱墙(3-1)的同一个横断面上，多道所述钢筋架连接钢筋(3-17)均布设在同一平面上且其沿外侧拱形钢筋架(3-13)由左至右进行布设;多个所述拱形钢筋骨架的外侧拱形钢筋架(3-13)通过多道外侧纵向连接钢筋(3-15)紧固连接为一体，多道所述外侧纵向连接钢筋(3-15)均沿钢筋混凝土拱墙(3-1)的长度方向进行布设，每个所述外侧拱形钢筋架(3-13)均与多道所述外侧纵向连接钢筋(3-15)固定连接;多个所述拱形钢筋骨架的内侧拱形钢筋架(3-14)通过多道内侧纵向连接钢筋(3-16)紧固连接为一体，多道所述内侧纵向连接钢筋(3-16)均沿钢筋混凝土拱墙(3-1)的长度方向进行布设，每个所述内侧拱形钢筋架(3-14)均与多道所述内侧纵向连接钢筋(3-16)固定连接。2.按照权利要求1所述的煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:所述明槽槽体(I)的宽度由后向前逐渐增大。3.按照权利要求1或2所述的煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:所述明槽槽体(I)的长度为80m?120m。4.按照权利要求1或2所述的煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:所述钢筋混凝土拱墙(3-1)包括左右两个对称支撑于两个所述侧部底板上的竖向边墙(3-11)和支撑于两个所述竖向边墙(3-11)上部之间的拱部墙体(3-12); 所述外侧拱形钢筋架(3-13)和内侧拱形钢筋架(3-14)均包括拱部钢筋段和左右两个对称布设的竖向钢筋段，两个所述竖向钢筋段分别连接于所述拱部钢筋段的左右两侧下方;两个所述竖向钢筋段分别布设在两个所述竖向边墙(3-11)内，所述拱部钢筋段布设在拱部墙体(3-12)内。5.按照权利要求4所述的煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:所述竖向边墙(3-11)的高度H2 = l.6m?2m。6.按照权利要求4所述的煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:两个所述竖向边墙(3-11)的底部均设置有一个钢筋混凝土底座(3-3)，两个所述钢筋混凝土底座(3-3)分别支撑于两个所述侧部底板上，两个所述钢筋混凝土底座(3-3)呈对称布设且二者的顶面均高于所述中部底板的顶面。7.按照权利要求6所述的煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:每个所述拱形钢筋骨架的左右两侧下方均设置有一个矩形钢筋环(3-31)，两个所述矩形钢筋环(3-31)分别位于两个所述钢筋混凝土底座(3-3)内；每个所述钢筋混凝土底座(3-3)的内侧上部均设置有上钢筋网(3-32)，每个所述钢筋混凝土底座(3-3)的内侧下部均设置有下钢筋网(3-33)，所述上钢筋网(3-32)和下钢筋网(3-33)均沿钢筋混凝土底座(3-3)的长度方向进行布设，所述上钢筋网(3-32)和下钢筋网(3-33)均位于矩形钢筋环(3-31)内。8.按照权利要求7所述的煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:每个所述矩形钢筋环(3-31)与位于其内侧的上钢筋网(3-32)和下钢筋网(3-33)之间均通过第一竖向连接钢筋紧固连接，每个所述矩形钢筋环(3-31)与位于其上方的所述拱形钢筋骨架之间均通过第二竖向连接钢筋紧固连接，每个所述矩形钢筋环(3-31)与底板钢筋网(3-21)之间均通过水平连接钢筋紧固连接。9.按照权利要求1或2所述的煤矿斜井明槽段开挖支护结构，其特征在于:所述边坡防护墙(4)包括后侧墙体和位于所述后侧墙体前端的前端墙体;所述后侧墙体由多个所述沙袋从后向前码放而成，所述前端墙体由多个所述沙袋由外向内码放而成。
【文档编号】E21D11/10GK205503153SQ201620490142
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】苏培莉, 李金华, 韦正范, 王维
【申请人】西安科技大学