專利名稱：礦山隧道新型支護結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種隧道支護結構，特別是一種用于礦山隧道開挖的新型隧道支護結構。
背景技術：
礦山隧道等地下工程的隧道開挖后，為了有效的約束和控制圍巖變形，加強圍巖的穩定性，保證施工安全，均需要施作必要的支護結構。目前用于軟弱破碎圍巖地段的支護方法一般均為新奧法施工，新奧法即新奧地利隧道施工方法的簡稱，它是以隧道工程經驗和巖體力學的理論為基礎，將錨桿和噴射混凝土組合在一起作為主要支護手段的一種施工方法。復合式支護是以新奧法理論作為指導的一種現代支護結構，主要使用噴錨支護作為初期支護，模擬混凝土作為二次支護的一種組合支護結構，一般等待初期支護后圍巖的變形基本穩定后，再進行二次支護。復合式支護施工方法中，圍巖的初期變形壓力主要的受力部分為初期支護，但是當開挖通過地應力比較復雜的軟巖破碎地段時，由于應力釋放引起圍巖碎脹變形，且變形量大、速度快、持續時間久，僅僅依靠初期支護不足以抑制圍巖變形的發展，容易發生支護破壞開裂，造成嚴重的破損，失穩造成坍塌的事故的也不在少數，需要二次支護承受較大部分的后期圍巖形變壓力。這時二次支護就不再是單純的緩沖結構，將承受荷載成為有效降低圍巖應力的一部分有效支護結構，所以二次支護的加強是避免復雜地質條件下軟弱圍巖隧道大變形造成的圍巖塌方、支護結構破壞、拱架拆換等問題的關鍵。目前的二次支護一般設置有二次支護錨桿，二次型鋼鋼架，二次支護鋼筋網片最后噴射二次混凝土，而錨桿與型鋼架之間、型鋼鋼架之間整體性較差。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種礦山隧道新型支護結構，解決目前的二次支護中錨桿與型鋼鋼架之間、型鋼鋼架之間整體性較差的技術問題，解決復雜地質條件下軟弱圍巖隧道大變形易造成圍巖塌方、支護結構破壞、拱架拆換等技術問題。為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案:一種礦山隧道新型支護結構，是由初期支護和二次支護組成的多層支護結構，其中二次支護包括二次支護錨桿、二次支護鋼筋網片、型鋼鋼架和二次噴射混凝土，二次支護鋼筋網片的外側緊貼初期支護，內側緊貼沿圍巖間隔設置的型鋼鋼架上，前后相鄰的兩個型鋼鋼架之間還焊有加強背板，每個型鋼鋼架上均焊有若干錨桿吊環，所述錨桿吊環的內徑大于二期支護錨桿的外徑，二期支護錨桿穿過錨桿吊環將二次支護鋼筋網片錨固在圍巖上，所述二次支護錨桿、二次支護鋼筋網片、型鋼鋼架、加強背板和錨桿吊環通過二次噴射混凝土形成一體。所述錨桿吊環可間隔對稱焊接或間隔交錯焊接在型鋼鋼架的兩側邊緣。[0009]所述初期支護可包括初期支護錨桿、初期支護鋼筋網片和初期噴射混凝土，其中初期支護鋼筋網片覆蓋圍巖表面，初期支護鋼筋網片由錨入圍巖中的初期支護錨桿連接固定，兩者通過初期噴射混凝土形成一體。所述型鋼鋼架可為雙軸對稱工字鋼或單軸對稱工字鋼。所述加強背板可為角鋼、槽鋼或鋼管，每兩個前后相鄰的型鋼鋼架之間設置三塊以上。所述二次噴射混凝土的厚度可為100mm-200mm。所述初期噴射混凝土的厚度可為30mm-50mm。所述型鋼鋼架為拱形，其兩底端之間可連接橫向底梁，將型鋼鋼架連接為閉環結構，所述橫向底梁可為雙軸對稱工字鋼、單軸對稱工字鋼或槽鋼。與現有技術相比本實用新型具有以下特點和有益效果:本實用新型在型鋼鋼架上設置二次支護錨桿的吊環，型鋼鋼架之間使用加強背板連接，克服了傳統二次支護中錨桿與型鋼鋼架之間、型鋼鋼架之間整體性較差的技術問題，使整個二次支護的受力保持一致，增強結構整體性和對圍巖的承載能力。本實用新型在隧道兩側的型鋼鋼架底部設置底梁，底梁將兩個型鋼鋼架連接為一體，增加了型鋼鋼架對圍巖的承載能力。本實用新型解決了復雜地質條件下軟弱圍巖隧道大變形易造成圍巖塌方、支護結構破壞、拱架拆換等技術問題，由初期支護和新型二次支護形成的復合式支護結構，穩定性可靠性更強，其與周圍破碎的巖體形成一個有機整體，有效降低圍巖應力，確保了施工的安全和施工進度。
以下結合附圖對本實用新型做進一步詳細的說明。


圖1是本實用新型支護結構的示意圖。圖2是
圖1中隧道頂部支護結構中A-A剖面的局部結構示意圖。圖3是
圖1中隧道邊墻B方向的二次支護結構示意圖。附圖標記:1 一初期支護錨桿、2 —初期支護鋼筋網片、3 —初期噴射混凝土、4 -二次支護鋼筋網片、5 —二期支護錨桿、6 —型鋼鋼架、6.1 一型鋼鋼架a、6.2 一型鋼鋼架b、7 一加強背板、8 —錨桿吊環、9 一橫向底梁、10 —二次噴射混凝土。
具體實施方式
實施例參見
圖1-2所示，一種礦山隧道新型支護結構，是由初期支護和二次支護組成的多層支護結構，初期支護包括初期支護錨桿1、初期支護鋼筋網片2和初期噴射混凝土 3，其中初期支護鋼筋網片2覆蓋圍巖表面，初期支護鋼筋網片2由錨入圍巖中的初期支護錨桿I連接固定，兩者通過初期噴射混凝土 3形成一體，初期噴射混凝土 3厚度可為30mm-50mmo初期支護結構的主要作用:初期支護結構與破碎的圍巖形成一個整體，可以充分利用圍巖的自承能力在短時間內來抵抗圍巖頂部傳來的壓力。二次支護包括二次支護錨桿5、二次支護鋼筋網片4、型鋼鋼架6和二次噴射混凝土 10，二次支護鋼筋網片4的外側緊貼初期支護，內側緊貼沿圍巖間隔設置的型鋼鋼架6 上，型鋼鋼架6為雙軸對稱工字鋼或單軸對稱工字鋼。[0026]參見圖3所示，前后相鄰的兩個型鋼鋼架即型鋼鋼架a6.1和型鋼鋼架b6.2之間 還焊有加強背板7，所述加強背板7為角鋼、槽鋼或鋼管，每兩個前后相鄰的型鋼鋼架6之間 設置三塊以上，加強背板將彼此孤立的型鋼鋼架連接為一個整體，增加了型鋼鋼架的整體 性和對圍巖的支撐能力。[0027]每個型鋼鋼架6上均焊有若干錨桿吊環8，錨桿吊環8間隔對稱焊接或間隔交錯 焊接在型鋼鋼架的兩側邊緣，所述錨桿吊環8的內徑大于二期支護錨桿5的外徑，位于錨 桿吊環8附近的二期支護錨桿5穿過錨桿吊環8將二次支護鋼筋網片4錨固在圍巖上，其 余二期支護錨桿5還按照原設計錨固。二次支護錨桿5、二次支護鋼筋網片4、型鋼鋼架6、 加強背板7和錨桿吊環8通過二次噴射混凝土 10形成一體，二次噴射混凝土 10的厚度為 100mm-200mmo[0028]所述型鋼鋼架6為拱形，若型鋼鋼架底部的巖體不穩定，可在兩個型鋼鋼架底端 之間連接橫向底梁9，將型鋼鋼架連接為閉環結構成為一個有機整體來增加型鋼鋼架底部 對圍巖的承載能力，所述橫向底梁9為雙軸對稱工字鋼、單軸對稱工字鋼或槽鋼。[0029]這種礦山隧道新型支護結構的施工方法，步驟如下:[0030]步驟一、開挖圍巖，排除松動巖塊等危險后，施做初期支護，先用初期支護錨桿I 將初期支護鋼筋網片2沿圍巖表面固定；[0031]步驟二、在初期支護鋼筋網片2外露面施做初期噴射混凝土 3，將初期支護構件與 圍巖固定成一體；[0032]步驟三、施做二期支護:先將二次支護鋼筋網片4在初期支護外露面定位；[0033]步驟四、將各型鋼鋼架6在二次支護鋼筋網片4外露面定位；[0034]步驟五、在前后相鄰的兩個型鋼鋼架6之間焊接至少三道加強背板7 ；[0035]步驟六、在型鋼鋼架6的兩側邊緣間隔焊接錨桿吊環8 ；[0036]步驟七、將二次支護錨桿5順序穿過錨桿吊環8、二次支護鋼筋網片4的網眼和初 期支護，將二次支護鋼筋網片4錨固在圍巖上；[0037]步驟八、施做二次噴射混凝土 10將所有支護構件連接成整體。[0038]所述步驟四或步驟五之后，在所述型鋼鋼架6的兩底端之間連接橫向底梁9，將型 鋼鋼架連接為閉環結構。[0039]本實用新型并不僅僅局限于本實施例，根據施工現場情況和技術要求，其技術指 標和參數均可以作相應的改變。[0040]例如實施例的初期支護中，鋼筋網片網格間距可設為IOcmX 10cm，初期噴射混凝 土 3厚度取50mm,使各構件形成一體。[0041]實施例的二期支護中，型鋼鋼架6為工字鋼鋼架，加強背板7為槽鋼，根據實際情 況可采用多塊平行的加強背板7將前后兩個相鄰的型鋼鋼架6焊接起來，焊接位置為工字 鋼鋼架的上翼緣下側，沿工字鋼的長度方向間隔設置，錨桿吊環8焊接在工字鋼鋼架的上 翼緣的兩側，左右依次間隔焊接，二次噴射混凝土 10厚度取200mm，將所有構件連接成為一 個有機的整體，橫向底梁9為工字鋼。
權利要求1.一種礦山隧道新型支護結構，是由初期支護和二次支護組成的多層支護結構，其中二次支護包括二次支護錨桿(5)、二次支護鋼筋網片(4)、型鋼鋼架(6)和二次噴射混凝土(10)，二次支護鋼筋網片(4)的外側緊貼初期支護，內側緊貼沿圍巖間隔設置的型鋼鋼架(6)上，其特征在于:前后相鄰的兩個型鋼鋼架(6)之間還焊有加強背板(7)，每個型鋼鋼架(6)上均焊有若干錨桿吊環(8)，所述錨桿吊環(8)的內徑大于二期支護錨桿(5)的外徑，二期支護錨桿(5)穿過錨桿吊環(8)將二次支護鋼筋網片(4)錨固在圍巖上，所述二次支護錨桿(5)、二次支護鋼筋網片(4)、型鋼鋼架(6)、加強背板(7)和錨桿吊環(8)通過二次噴射混凝土(10)形成一體。
2.根據權利要求1所述的礦山隧道新型支護結構，其特征在于:所述錨桿吊環(8)間隔對稱焊接或間隔交錯焊接在型鋼鋼架的兩側邊緣。
3.根據權利要求1所述的礦山隧道新型支護結構，其特征在于:所述初期支護包括初期支護錨桿(I)、初期支護鋼筋網片(2)和初期噴射混凝土(3)，其中初期支護鋼筋網片(2)覆蓋圍巖表面，初期支護鋼筋網片(2)由錨入圍巖中的初期支護錨桿(I)連接固定，兩者通過初期噴射混凝土(3)形成一體。
4.根據權利要求1所述的礦山隧道新型支護結構，其特征在于:所述型鋼鋼架(6)為雙軸對稱工字鋼或單軸對稱工字鋼。
5.根據權利要求1所述的礦山隧道新型支護結構，其特征在于:所述加強背板(7)為角鋼、槽鋼或鋼管，每兩個前后相鄰的型鋼鋼架(6)之間設置三塊以上。
6.根據權利要求1所述的礦山隧道新型支護結構，其特征在于:所述二次噴射混凝土(10)的厚度為 100mm-200mm。
7.根據權利要求3所述的礦山隧道新型支護結構，其特征在于:所述初期噴射混凝土(3)的厚度為 30mm-50mm。
8.根據權利要求1所述的礦山隧道新型支護結構，其特征在于:所述型鋼鋼架(6)為拱形，其兩底端之間連接橫向底梁(9)，將型鋼鋼架連接為閉環結構，所述橫向底梁(9)為雙軸對稱工字鋼、單軸對稱工字鋼或槽鋼。
專利摘要一種礦山隧道新型支護結構，是由初期支護和二次支護組成的多層支護結構，其中二次支護包括二次支護錨桿、二次支護鋼筋網片、型鋼鋼架和二次噴射混凝土，二次支護鋼筋網片的外側緊貼初期支護，內側緊貼沿圍巖間隔設置的型鋼鋼架上，前后相鄰的兩個型鋼鋼架之間還焊有加強背板，每個型鋼鋼架上均焊有若干錨桿吊環，二期支護錨桿穿過錨桿吊環將二次支護鋼筋網片錨固在圍巖上，二次支護錨桿、二次支護鋼筋網片、型鋼鋼架、加強背板和錨桿吊環通過二次噴射混凝土形成一體。本實用新型解決了目前二次支護中錨桿與型鋼架之間、型鋼鋼架之間整體性較差的技術問題，解決了復雜地質條件下軟弱圍巖隧道大變形易造成圍巖塌方、支護結構破壞的技術問題。
文檔編號E21D11/00GK202991054SQ20122072255
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者陸志東, 何家發, 彭小平, 康小平 申請人:中鼎國際工程有限責任公司