[實用新型]復合支護結構

有效

• 申請號: 201120459384.5
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN202360108U
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 肖平西;湯雪峰;廖成剛;王波;馮梅;侯東奇;臧海燕;幸享林
• 申請（專利權）人: 中國水電顧問集團成都勘測設計研究院
• 主分類號: E21D11/18
• 分類號: E21D11/18
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 王睿

技術領域

本實用新型涉及一種復合支護結構，特別適用于地下洞室頂拱破碎圍巖的加固。

背景技術

在水利水電工程和其它工業與民用建筑工程中，對地下洞室頂拱的支護，往往是一項關鍵工程，它關系到洞室的整體穩定、施工人員的人身安全、施工設備的安全，還決定著施工工期。實際工程中，常常遇到一些受不良地質構造影響的圍巖，巖體十分破碎，傳統的支護方案主要有：

1)采用噴混凝土加系統錨桿的支護，這種支護方式施工便捷，造價較低，但是對于比較破碎的圍巖，這種支護方式的剛度和強度是不夠的，存在安全隱患。

2)采用預應力錨桿、錨索進行支護，這種支護方式對頂拱受到地質構造切割組合形成大的不穩定塊體進行加強支護，具有很好的效果，但是對于破碎圍巖的支護，作用不明顯，因為預應力錨桿、錨索之間的破碎巖體，仍有失穩的風險，并且，預應力錨桿、錨索造價較高、施工復雜。

3)采用鋼筋混凝土襯砌，此種方式剛度大，但是襯砌侵占洞室斷面面積，需要對頂拱和拱肩進行擴挖，擴挖增加了洞室跨度，并且襯砌結構拱端應力集中，巖體受力增加，惡化了巖體受力條件，增加了洞室失穩的風險。鋼筋混凝土襯砌，只能在施工完成后再做襯砌，洞室裸露時間過長，增加了施工期的風險。對于跨度很大的洞室，需要的襯砌厚度也很大，增加了頂拱的自重荷載，不利于圍巖穩定。

4)鋼結構格柵或型鋼拱架支護，這種支護方式雖然剛度較大，但是若洞室開挖不平整，則現場施工時，鋼結構格柵或型鋼拱架很難緊貼圍巖面，鋼結構格柵或型鋼拱架很難與圍巖聯合承載，支護反而變成了荷載，難以起到預期的效果。

綜上所述，有必要研究一種適用于破碎圍巖的地下洞室頂拱的新型支護方式，以滿足破碎圍巖的地下洞室頂拱的支護。

實用新型內容

本申請所要解決的技術問題是提供一種簡單、方便、安全可靠的復合支護結構。

本申請的復合支護結構包括多根伸入巖石的錨桿，這些錨桿的外露部分分別與第一層鋼筋網和多條第二層鋼筋拱肋焊接，所述第一層鋼筋網與巖石表面緊密貼合，所述第二層鋼筋拱肋分別焊接在第一層鋼筋網的外側；此外，所述第二層鋼筋拱肋與第一層鋼筋網上覆蓋有噴射混凝土。

進一步的，所述各第二層鋼筋拱肋由至少兩根平行的第二層環向鋼筋和多個間隔焊接在所述至少兩根第二層環向鋼筋上的第二層U型鋼筋構成，這些第二層U型鋼筋沿所述第二層環向鋼筋與第一層鋼筋網焊接，所述錨桿的端部焊接在第二層U型鋼筋上。

進一步的，所述錨桿、第一層鋼筋網、第二層環向鋼筋、第二層U型鋼筋中的任意兩者之間的相交處均互相垂直。

進一步的，所述第二層鋼筋拱肋中相鄰兩個第二層U型鋼筋之間的間距與第一層鋼筋網中相鄰鋼筋之間的間距一致。

進一步的，第一層鋼筋網中的鋼筋直徑為16mm～20mm，相鄰鋼筋的間距為50mm～60mm。

相對于現有技術，本申請的復合支護結構具有如下的積極意義和效果：

1、錨桿、第一層鋼筋網、第二層鋼筋拱肋及噴射混凝土形成的復合支護結構聯合受力，支護效果很好；2、錨桿施工、鋼筋敷設、焊接、噴射混凝土均是成熟、方便、可靠的施工工藝，噴射混凝土形成的復合結構等強時間短，第一層鋼筋網、第二層鋼筋拱肋、錨桿共同協調受力，可快速提供支護力，確保施工期的安全，并且可以充分發揮圍巖的自承力，降低圍巖支護成本；3、第一層鋼筋網與伸入巖石的錨桿聯合受力，能有效支護錨桿之間的破碎巖體，代替了鋼筋混凝土襯砌，減小了開挖跨度，節約了工程投資；同時，與鋼筋混凝土襯砌相比，不用支立模板，采用分層噴射混凝土至設計厚度，施工快捷方便；4、第二層環向鋼筋和第二層U型鋼筋形成的第二層鋼筋拱肋使支護結構厚度增加，剛度相應增加，使得第一層鋼筋網、第二層鋼筋拱肋承受的圍巖荷載能夠逐漸向錨桿轉移，聯合承載效果更好。

附圖說明

附圖1為本實用新型的橫剖面結構示意圖。

附圖2為本實用新型的縱剖面結構示意圖。

附圖3為實用新型的結構放大示意圖。

圖中標記為：1-錨桿、2-第一層鋼筋網、3-第二層環向鋼筋、4-第二層U型鋼筋、5-噴射混凝土。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明。

如圖1-3所示，一種用于破碎圍巖支護的復合支護結構由噴射混凝土5、錨桿1、第一層鋼筋網2、第二層環向鋼筋3、第二層U型鋼筋4構成。洞室開挖完成后，首先噴射混凝土以及時封閉巖面，復合支護結構的錨桿1的一端伸入巖石，外露一小段長度。錨桿1的布置間距，應與第一層鋼筋網2、第二層環向鋼筋3、第二層U型鋼筋4的間距協調，錨桿1的外露長度，根據設計的噴射混凝土5厚度確定。錨桿1施工完成后，開始敷設第一層鋼筋網2；為了便于第一層鋼筋網2能與巖石面緊密貼合，第一層鋼筋網2中鋼筋的直徑不宜太大，相鄰鋼筋的間距間距不宜太密，最好將直徑設為16mm～20mm，將間距設為50mm～60mm。第一層鋼筋網2敷設完成后，與錨桿1接觸部位焊接連接。然后，開始敷設第二層環向鋼筋3和第二層U型鋼筋4。第二層鋼筋拱肋中相鄰兩個第二層U型鋼筋4之間的間距最好與第一層鋼筋網2中相鄰鋼筋之間的間距保持一致，第二層U型鋼筋4與第一層鋼筋網2相交部位焊接連接；第二層U型鋼筋4的寬度，根據設計的拱肋寬度確定。然后將第二層環向鋼筋3和第二層U型鋼筋4相交點焊接連接，與錨桿1相交點也焊接連接。當第一層鋼筋網2、第二層環向鋼筋3、第二層U型鋼筋4均敷設好，并與錨桿1等相互焊接好后，分層噴射噴射混凝土5至設計厚度；噴射混凝土5應噴射密實，分層實施。