[實用新型]讓壓型約束砼拱架高強立體支護體系

有效

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• 申請日: 2012-10-18
• 公開（公告）號: CN202882943U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 王琦;李術(shù)才;李智;王德超;王洪濤;李為騰;張紅軍;張露晨
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10;E21D21/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于地下工程支護領(lǐng)域，特別涉及一種深部地下硐巷支護體系。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，地下巖體工程如煤礦巷道、公路鐵路隧道及大型水電站的修建越來越多，所面臨的深部巷道及硐室群大埋深、大斷面的情況也逐漸增多，與之相對應的支護問題也越來越突出。針對深部軟巖洞室變形大、支護難的特點，國內(nèi)外對深部高應力軟巖大斷面洞室的支護方式進行了專門的研究，經(jīng)歷了從普通的錨噴支護、噴射鋼纖維支護、柔性鋼支架支護到錨網(wǎng)噴與柔性鋼支架聯(lián)合支護等形式，但這些支護形式的效果都不是很理想，大多支護阻力不足，支護強度不高。總體而言，在深部高應力軟巖和破碎巖體條件下巷道及硐室群表現(xiàn)出的大變形、難支護問題，現(xiàn)有的支護技術(shù)很難完全滿足深部高應力巷道及硐室群的支護需要，嚴重影響了深部巖體工程的生產(chǎn)和安全。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服上述支護方面的不足，提供一種支護強度高，穩(wěn)定性好和受力合理的適用于深部軟巖地下硐巷（巷道、隧道等）等地下工程支護的讓壓型約束砼拱架高強立體支護體系。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案：讓壓型約束砼拱架高強立體支護體系，主要由約束砼拱架、讓壓節(jié)點、縱向梁、錨桿或錨索組成，約束砼拱架為與巷道形狀一致的封閉式結(jié)構(gòu)，間隔布置，相鄰約束砼拱架之間用縱向梁連接，縱向梁上設置有錨桿或錨索孔，錨桿或錨索穿過縱向梁再錨入到巖層中，并施加預應力，對圍巖形成擠壓作用；錨桿或錨索通過縱向梁與約束砼拱架共同作用，形成一個立體支護體系。并且，約束砼拱架與圍巖之間設置有調(diào)平釋能層，以使拱架與圍巖緊密接觸并使拱架承受均勻壓力。

所述約束砼拱架由多段約束砼通過套筒或讓壓節(jié)點連接組合而成，形狀為直墻拱形、圓形或馬蹄形。

所述約束砼為鋼管約束材料中填充核心砼形成的構(gòu)件，其中，核心砼為鋼纖維混凝土材料，約束砼截面形狀根據(jù)實際應用需要為矩形、圓形形狀。

所述讓壓節(jié)點由讓壓材料和套筒構(gòu)成，其中，套筒套裝在約束砼拱架上，在套筒內(nèi)兩約束砼的接頭間隙充填有讓壓材料，讓壓材料為具有定量讓壓性能的讓壓環(huán)或高分子材料。

所述縱向梁為礦用鋼梁槽鋼、工字鋼或具有規(guī)則形狀的約束砼。

所述錨桿為高強錨桿或注漿錨桿，所述錨索為高強錨索或注漿錨索。

所述調(diào)平釋能層由裝有粉碎煤矸石的編織袋充填而成。

本實用新型具有以下優(yōu)點：

1．約束砼拱架具有高強的承載能力，并且護表面積大，塑性和韌性性能較好，抗變形能力強，對大變形、高圍壓的深部軟巖硐巷具有顯著支護效果。

2．通過縱向梁的連接，使約束砼拱架和錨桿或錨索共同作用，形成空間的三維支護體系，在發(fā)揮約束砼拱架高強支撐能力的同時，通過拱架能更有效的將錨桿或錨索預應力擴散到洞室圍巖中，可以為圍巖提供三向支護力，將圍巖變形控制在允許范圍內(nèi)，避免因過度變形而導致圍巖本身的承載力喪失，從而保證硐巷圍巖的穩(wěn)定性。

3．支護體系支護強度高，整體支護性能調(diào)節(jié)空間大，約束砼與縱向梁、錨桿或錨索配合使用，可結(jié)合現(xiàn)場地質(zhì)情況調(diào)整拱架間距、縱向梁排距、約束砼尺寸及錨桿或錨索型號和間排距等參數(shù)以進行力學性能的耦合，對圍巖進行有效的支護。

4．讓壓節(jié)點能起到有效的讓壓作用，在支護系統(tǒng)承載力達到一定限度后，允許圍巖產(chǎn)生一定的變形以釋放壓力，保證了支護體系的整體穩(wěn)定和安全。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型中約束砼拱架架間縱向梁連接示意圖；

圖3為圖1中A-A截面圖。

圖4為圖1中A結(jié)構(gòu)放大示意圖；

圖5為本實用新型實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1—約束砼拱架；2—讓壓節(jié)點；3—套筒；4—縱向梁；5—調(diào)平釋能層；6—錨桿；7—約束砼；8—約束鋼管；9—砼；10—讓壓環(huán)；11—巷道地坪；12—圍巖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本實用新型做進一步說明。