[發明專利]一種防護隧洞吸能復合支護體系

在審

• 申請號: 202210336186.2
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114483086A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 陶志剛;明偉;毛亞東;張未然;楊曉杰;何滿潮
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: E21D11/00
• 分類號: E21D11/00;E21D11/10;E21D11/14
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 劉素霞;劉春成

本發明屬于隧洞防護技術領域，具體涉及一種防護隧洞吸能復合支護體系。吸能復合支護體系包括錨桿或錨索、吸能層與鋼桁架；錨桿或錨索打設在隧洞的內壁上，錨桿或錨索用于對隧洞進行支護；吸能層緊貼隧洞的內壁設置，吸能層用于吸收隧洞傳遞給吸能層的沖擊能量；鋼桁架緊貼吸能層設置，鋼桁架用于在隧洞內部進行支護。吸能復合支護體系能夠有效地吸收爆破沖擊、地震作用下的沖擊能量，保證現有吸能復合支護體系不發生斷裂、垮塌、失穩等現象，保證隧洞始終能夠得到有效的支護，進而保證隧洞的安全性。

技術領域

本發明屬于隧洞防護技術領域，具體涉及一種防護隧洞吸能復合支護體系。

背景技術

采礦工程中礦巖爆破破碎始于孔內炸藥的爆炸，產生爆生氣體，孔壁巖石受到爆生氣體的高速膨脹產生沖擊波、應力波、地震波，隨著波的傳遞，圍巖的應力狀態瞬間發生急劇變化，迫使巖石快速移動，從而造成巖體及與巖體相連的隧洞發生破壞。國防、民防工程中炸藥在空氣、近地、巖體中爆炸，產生沖擊波向隧洞擴散傳播，距離越小，沖擊波產生的危害越大。爆炸沖擊與防止抗爆隧洞破壞，保護財產、物資、人員安全是防護工程中特有的根本矛盾，隨著炸藥的增加，爆炸產生的能量隨之增加，對巖體及與巖體相連的隧洞產生的破壞也愈加嚴重。另外，地下抗震工程中罕遇地震、爆炸等偶然作用產生的地震波對地下隧洞工程也會產生不同程度的破壞。

在現有技術中，申請公布號：CN106523003A的中國專利公開了一種適于深部開采巷道的剛柔耦合吸能支護技術，其在巷道開挖掘進過程中，將錨網和錨桿(錨索)安裝在巷道頂部及兩幫，其中巷道頂部的錨網和錨桿(錨索)之間通過預應力板加以連接；然后對吸能螺紋錨桿和注漿錨索施加高預緊力，隨后噴射素(或鋼纖維)混凝土，在頂角和兩幫分別用M型鋼帶固定吸能螺紋錨桿。該現有技術能夠在一定程度上提高巷道頂部及兩幫的抗拉強度、抗彎強度及剛度，但是其無法承受較大的爆破或者地震等產生的沖擊載荷。

授權公告號CN204691789U的中國實用新型專利公開了一種可調節的隧道支護結構，該支護結構包括可讓性錨桿、可壓縮性鋼拱架和泡沫混凝土層，鋼拱架的形狀與隧道橫截面的形狀相同，鋼拱架由兩個以上的鋼拱架單元構成，相鄰鋼拱架單元之間均設有預留變形槽，鋼拱架單元由U 型鋼板構成，泡沫混凝土層澆筑在鋼拱架與隧道內壁之間，錨桿有兩個以上，各錨桿均勻分布在泡沫混凝土層拱頂部以及泡沫混凝土層拱頂部的兩側，各錨桿的一端固定在泡沫混凝土層中，預留變形槽內設有兩塊相互平行的鋼板，各鋼板的相對的兩側分別固定在相鄰的兩鋼拱架單元上，兩塊銅板之間設有一個以上的支護應力調節器。

以及授權公告號CN109854252B的中國發明專利公開了地下工程分階段完整控制方法，它解決了現有技術中圍巖控制方法極易引發安全事故的問題，具有能根據分階段支護方法對復雜條件地下工程圍巖進行有效支護的有益效果，其方案如下：地下工程分階段完整控制方法，包括地下工程開挖后，對圍巖進行綜合分級；根據圍巖綜合分級結果，建立圍巖外荷載模型，并建立不同支護階段圍巖穩定性數值模擬與支護力學模型；根據圍巖穩定性數值模擬與支護力學模型得到圍巖變形指標和支護受力指標，選擇分階段支護最優設計方案；最優設計方案現場應用后，對圍巖控制效果進行實時評價；根據圍巖控制效果實時評價結果，動態優化分階段完整控制支護設計。

但是現有技術中上述支護結構僅能應對一些較小的應力變形情況，當發生地震等較大沖擊發生大變形時，往往會造成支護結構的整體垮塌或失穩。

因此，需要提供一種針對上述現有技術不足的改進技術方案。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防護隧洞吸能復合支護體系，以至少解決目前爆炸的沖擊波、應力波、地震波對傳統初支層加錨噴層支護中造成巨大破壞等問題。

為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種防護隧洞吸能復合支護體系，所述吸能復合支護體系包括錨桿或錨索、吸能層與鋼桁架；

所述錨桿或錨索打設在隧洞的內壁上，所述錨桿或錨索用于對隧洞進行支護；