专利名称：一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系统及施工方法
技术领域：
本发明涉及地下工程支护装置，具体涉及含水地层井巷的一种柔膜筒和刚 性支架与混凝土联合支护系统及施工方法。
背景技术：
目前，含水井巷一般采用注浆法、冻结法等特殊方法对围岩进行预加固。 对于有些节理不贯通或岩体致密的地层(如白垩系地层)，注浆液难以注入围 岩，注浆法不易实施；在目前的条件下，冻结法一般适用于立井，对于斜井不 易实施或者不经济，同时冻结法工期长、造价高、井壁质量差。在含水井巷采 用上述方式不能达到满意的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单，施工方便，支护成本低，特别适应含 水不稳定地层支护的一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系统。 本发明的另一目的是提供支护系统在地下工程中的应用方法。 为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的 一种柔膜筒 和刚性支架与混凝土联合支护系统，其特殊之处在于井巷及隧道内侧紧贴围岩 周边置有柔膜筒，柔膜筒由高强纤维材料的柔模布制成，柔模布上有开有多个 锚杆孔及多个开挖口，锚杆孔及开挖口周边连接有同材质的可捆扎的封闭筒， 柔模布上并连接有多个拉紧带，柔模筒内侧置有钢筋网，钢筋网内侧置有网架， 网架与钢筋网及柔膜筒之间用背板、袋装混凝土或喷射混凝土充填，网架空间
及内侧模注有混凝土及喷射混凝土，网架通过锚杆与围岩连接。 所述的柔膜筒周长与井巷隧道周边毛断面长度相同。
4所述的刚性支架为网架或钢支架或工程塑料支架。 所述的锚杆体为钢管或空心钢杆体或钢筋。
所述的混凝土为快硬混凝土或柔模筒内泵注混凝土或喷射混凝土 。 所述的网架包括由多根水平杆、垂直杆、斜拉杆通过多向节点连接组成网架。
所述的水平杆、垂直杆、斜拉杆的端面开有安装槽，安装槽内植入钢筋， 钢筋两端通过无机化学锚固剂与多向节点锚固连接。
一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系统的施工方法为
1) 、柔膜制作用透水不透泥砂的高强度纤维布在地面车间制成与井巷
及隧道毛断面相同的柔膜筒，在两排锚杆孔之间间隔0. 5m 4m距离留设开挖 孔，孔口用同材质纤维布缝制封闭筒；
2) 、接长柔膜筒在工作面用手提缝纫机或拉链将柔膜筒接长，
3) 、在巷道周边铺设柔膜筒和钢筋网；
4) 、安装网架，将拉紧带拉紧后绑扎在环向网架杆件上；
5) 、通过柔膜筒预留孔安装锚杆，并将网架与锚杆用托板螺母连接，然 后通过下一排开挖口开挖其周围岩体，开挖完成后，打锚杆固定工作面岩壁和 柔膜筒、安装网架、打锚杆支护巷道周边，视围岩稳定状况开挖一定长度后， 喷射快硬混凝土封闭网架，以此类推直至工作面开挖完成，巷道顶板同帮顶以 同样方式支护；
6) 、在工作面或紧跟工作面迎头在柔模内泵注混凝土的方法或其它方法 进行混凝土永久支护。
本发明与现有技术相比，支护装置为组装式结构，可随时安装，使用简单， 施工方便，支护成本低，工人劳动强度低，支护结构强度均匀，整体性好，适 宜台阶法、硐室法局部开挖，柔膜筒对于含水地层井巷及隧道具有防止因围岩 渗水后泥砂流失导致围岩失稳及解决含水地层围岩难于喷上混凝土的特点，特
5别适应含水不稳定地层硐室法局部开挖支护，可随挖随支不需全断面开挖。该 结构与普通网架相比，增加了侧向锚杆或锚桩，使支护结构受力更为合理、可 靠，刚架与围岩连成一个整体，共同承载地压。特别适合含水、松软、破碎等 复杂地层巷隧支护，广泛用于矿山井巷，交通隧道，水利、国防等地下工程作 临时或永久支护。
图l为本发明横向结构示意图2为图1网架平面结构示意图3为图1纵向剖面结构示意图4为图1柔膜筒横断面示意图5为图4柔膜筒纵向剖面结构示意图6为图4柔膜筒平面展开结构示意图7为图1网架联合支护结构局部示意图8为钢套筒型节点结构示意图9为图8B-B剖视图10为钢套筒型节点与连接管件连接结构示意图； 图ll为连接管件结构示意图。
具体实施例方式
附图为本发明的实施例。
下面结合附图对本发明的内容作进一步说明
参照图l、图2、图3、图4、图5、图6所示，井巷及隧道内侧紧贴围岩 周边置有柔膜筒l，柔膜筒l由高强纤维材料的柔模布2制成，柔模布2上有 开有多个锚杆孔3及多个开挖口 4，锚杆孔3及开挖口 4周边连接有同材质的可 捆扎的封闭筒5，柔模布2上并连接有多个拉紧带6，柔模筒1内侧置有钢筋网12，钢筋网12内侧置有网架7，网架7与钢筋网12及柔膜筒1之间用背板、
袋装混凝土 9或喷射混凝土 10充填，网架7空间及内侧模注有混凝土 11及喷
射混凝土IO，网架7通过锚杆8与围岩连接。
所述的柔膜筒(1)周长与井巷隧道周边毛断面长度相同。 所述的刚性支架为网架或钢支架或工程塑料支架。 所述的锚杆体为钢管或空心钢杆体或钢筋。 所述的混凝土为快硬混凝土或柔模泵注混凝土或喷射混凝土。 所述的网架包括由多根水平杆13、垂直杆14、斜拉杆15通过多向节点16
连接组成网架7。
图7、图8、图9、图10、图11所示，所述的水平杆13、垂直杆14、斜 拉杆15的端面开有安装槽19，安装槽19内植入钢筋18，钢筋18两端通过无 机化学锚固剂20与多向节点16锚固连接。
--种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系统的施工方法为
1) 、柔膜制作用透水不透泥砂的高强度纤维布在地面车间制成与井巷 及隧道毛断面相同的柔膜筒，在两排锚杆孔之间间隔0.5m 4m距离留设开挖 孔，孔口用同材质纤维布缝制封闭筒；
2) 、接长柔膜筒在工作面用手提缝纫机或拉链将柔膜筒接长，
3) 、在巷道周边铺设柔膜筒和钢筋网；
4) 、安装网架，将拉紧带拉紧后绑扎在环向网架杆件上；
5) 、通过柔膜筒预留孔安装锚杆8，并将网架7与锚杆8用托板螺母连接， 然后通过下一排开挖口4开挖其周围岩体，开挖完成后，打锚杆8固定工作面 岩壁和柔膜筒1、安装网架7、打锚杆支护巷道周边，视围岩稳定状况开挖一 定长度后，喷射快硬混凝土封闭网架7，以此类推直至工作面开挖完成，巷道 顶板同帮顶以同样方式支护；
6) 、在工作面或紧跟工作面迎头在刚性支架内侧挂设柔模并向柔模内泵注混凝土的方法或其它方法进行混凝土永久支护。 实施例l
一种柔膜筒、网架、混凝土联合支护系统，柔膜筒由高强度纤维布按巷隧
道围岩周边长度制成筒状结构物，其上带有锚杆或锚桩孔和开挖口 4，开挖口 4带有柔性封闭筒5，施工时紧贴围岩铺设，其外铺设钢筋网12，锚杆或锚桩 8通过预留孔打入围岩，其内侧架设网架7，网架7内侧喷射混凝土 9或柔模 泵注混凝土ll，形成一个柔膜筒、网架、混凝土联合支护结构，柔膜筒l可连 同丄作面一起支护，开挖可通过开挖口 4或开挖工作面13开挖。柔膜筒1透 水不透泥砂，水通过水泵排出，可保证围岩中沙石等固体物质不流失，以保证 围岩的稳定性，适合含水地层支护。钢套筒型节点上置有锚栓，锚栓吊挂柔性 模板及钢筋网12，柔性模板内泵注混凝土 11，钢筋网12表面喷射混凝土 10， 其他步骤同技术方案。 实施例2
一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系统，是在钢拱架内侧边缘处安 装有螺栓，螺栓上挂有柔性模板，柔性模板内侧挂有钢筋网12，钢筋网12内 侧用托板和螺母固定，柔性模板内用混凝土泵灌注混凝土 11，钢筋网12内侧 用喷射混凝土 10整形，形成柔膜筒与钢拱架混凝土联合支护结构，其他步骤 同技术方案。
综上所述，本发明所提供的技术方案根据地质条件可以是柔模筒与刚性支 架联合支护，也可以是柔模筒与混凝土联合支护，也可以是柔模筒和刚性支架 与混凝土联合支护。
权利要求
1、一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系统，其特征在于井巷及隧道内侧紧贴围岩周边置有柔膜筒(1)，柔膜筒(1)由高强纤维材料的柔模布(2)制成，柔模布(2)上有开有多个锚杆孔(3)及多个开挖口(4)，锚杆孔(3)及开挖口(4)周边连接有同材质的可捆扎的封闭筒(5)，柔模布(2)上并连接有多个拉紧带(6)，柔模筒(1)内侧置有钢筋网(12)，钢筋网(12)内侧置有网架(7)，网架(7)与钢筋网(12)及柔膜筒(1)之间用背板、袋装混凝土(9)或喷射混凝土(10)充填，网架(7)空间及内侧模注有混凝土(11)及喷射混凝土(10)，网架(7)通过锚杆(8)与围岩连接。
2、 根据权利要求书1所述的一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系 统，其特征在于所述的柔膜筒(1)周长与井巷隧道周边毛断面长度相同。
3、 根据权利要求书1所述的一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系 统，其特征在于所述的刚性支架为网架或钢支架或工程塑料支架。
4、 根据权利要求书1所述的一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系 统，其特征在于所述的锚杆体为钢管或空心钢杆体或钢筋。
5、 根据权利要求书1所述的一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系 统，其特征在于所述的混凝土为快硬混凝土或柔模筒内泵注混凝土或喷射混凝 土。
6、 根据权利要求书1或3所述的一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支 护系统，其特征在于所述的网架包括由多根水平杆(13)、垂直杆(14)、斜拉 杆(15)通过多向节点(16)连接组成网架(7)。
7、 根据权利要求书6所述的一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系 统，其特征在于所述的水平杆(13)、垂直杆(14)、斜拉杆(15)的端面开有 安装槽(19)，安装槽(19)内植入钢筋(18)，钢筋(18)两端通过无机化学 锚固剂(20)与多向节点(16)锚固连接。
8、根据权利要求书1所述的一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系 统的施工方法为1) 、柔膜制作用透水不透泥砂的高强度纤维布在地面车间制成与井巷及隧道毛断面相同的柔膜筒，在两排锚杆孔之间间隔0.5m 4m距离留设开挖 孔，孔口用同材质纤维布缝制封闭筒；2) 、接长柔膜筒在工作面用手提缝纫机或拉链将柔膜筒接长，3) 、在巷道周边铺设柔膜筒和钢筋网；4) 、安装网架，将拉紧带拉紧后绑扎在环向网架杆件上；5) 、通过柔膜筒预留孔安装锚杆(8)，并将网架(7)与锚杆(8)用托 板螺母连接，然后通过下一排开挖口 (4)开挖其周围岩体，开挖完成后，打 锚杆(8)固定工作面岩壁和柔膜筒(1)、安装网架(7)、打锚杆支护巷道周 边，视围岩稳定状况开挖0.4 6米长度后，喷射混凝土封闭网架(7)，以此 类推直至工作面开挖完成，巷道顶板同帮顶以同样方式支护；6) 、在工作面或紧跟工作面迎头在刚性支架内侧挂设柔性模板并向柔性 模板内泵注混凝土的方法或其它方法进行混凝土永久支护。
全文摘要
本发明公开了一种柔膜筒和刚性支架与混凝土联合支护系统及施工方法。柔膜筒由高强纤维材料的柔模布制成，柔模布上有开锚杆孔及开挖口，锚杆孔及开挖口周边连接封闭筒，柔模布连接拉紧带，柔模筒内侧置钢筋网、网架，网架空间及内侧模注有混凝土及喷射混凝土，网架通过锚杆与围岩连接。方法柔膜制作；接长柔膜筒；安装网架，通过柔膜筒预留孔安装锚杆，喷射混凝土封闭网架。使用简单，施工方便，支护成本低，工人劳动强度低，结构受力更为合理、可靠，刚架与围岩连成一个整体，共同承载地压。特别适合含水、松软、破碎等复杂地层巷隧支护，广泛用于矿山井巷，交通隧道，水利、国防等地下工程作临时或永久支护。
文档编号E21D11/00GK101493012SQ20091002110
公开日2009年7月29日 申请日期2009年2月12日 优先权日2009年2月12日
发明者吴玉意, 王晓利 申请人:王晓利