大断面软岩钢支架与吊环锚网喷联合支护技术创新对比研究

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锚网索喷联合支护在大断面硐室施工中的应用

锚网索喷联合支护在大断面硐室施工中的应用
力重新 分 布 , 围岩塑性 变形 严重 , 承载 能力 急剧 下
( 1 )锚 杆 是 支 护 的 主 体 ,锚 杆 支 护 的 实 质
是: 锚杆与锚固区域的岩体相互作用组成锚 固体 , 形 成统一 的承 载结 构 , 使 围岩成 为承 载 的主体 ; 能
够 改善塑 性变形 状 态下岩 体 的弹性模 量 、粘 聚力 和内摩擦 角等 力学参 数 ,相应 地强 化锚 固 区域 内 岩 体峰值 强度 、 峰后 强度 和残余 强度 ] 。
与巷道接触难 , 与壁面存在间隙 , 但是 , 由于 目前 壁 后充 填技 术 的局 限性 ,料 石与 围岩 壁 面很难 被
填 满封 实 。 在 围岩 变形压 力下 , 难 以有效 阻碍 围岩
_ 丁造成 的超欠 挖 , 其 表 面极 其 不平 整 , 凹 凸处 局 部 应力 集 中系数 有时 高达初 始应 力 的十几 倍 ,常 造
根 据上 述两 种方案 的对 比,任 何硐 室施 工过 程中, 采用 锚梁 网索 喷支护 方案较 优 。
2 . 2 锚 网索喷联 合支护 原理
泥岩 、 细砂岩 、 煤 页岩 , 该 岩层 整体 稳定性 差 , 且 在 断层构 造影 响下 , 巷道 围岩 内部节 理裂 隙发 育 , 岩 体 被切 割成块状 , 围岩的强 度很低 ( 小于 1 8 MP a ) 。 大断 面硐室 由于 跨度 大 , 施 工工艺 复杂 , 开挖 后 应
能 源 技 术 与 管 理
7 2
d o i : 1 0 3 9 6 9 / j . i s s n 1 6 7 2 — 9 9 4 3 2 0 1 3 0 5 0 2 8
2 0 1 3 年第 3 8 卷第 5 期
V0 1 . 3 8 NO . 5

软弱破碎围岩隧道锚喷钢架联合支护的复合拱理论及应用研究_文竞舟

软弱破碎围岩隧道锚喷钢架联合支护的复合拱理论及应用研究_文竞舟

摘要: 初期支护以锚杆、 喷层、 钢筋网与钢拱架联合支护的方式在软弱围岩和不良地质的隧道建设中已经得到广泛 运用, 但目前对于这种联合支护的力学承载机制缺乏深入研究 , 特别是对于联合支护的承载能力及与围岩相互作 用没有量化的解析式 。根据围岩与支护相互作用特点 , 运用组合拱理论, 针对隧道围岩中锚喷网和钢架联合支护 的特点, 建立由以系统锚杆为支护外拱和喷层与钢架的支护内层拱所共同构成的复合拱的力学模型 ; 根据隧道围 岩的弹塑性理论、 衬砌的支护结构理论以及全长锚杆的锚固界面层模型 , 推求联合支护结构的承载力与围岩变形 的相关解析式; 并结合云南省麻昭高速公路打堡寨 2 隧道, 利用现场监测位移求解了内 、 外层拱各自承载能力, 经 由计算结果表明, 以钢架和喷层组成的内层支护拱在软弱破碎围岩中起主要承载作用 。 关键词: 隧道工程; 联合支护; 组合拱; 钢拱架; 反力系数
第 48 卷第 5 期 2 0 1 5 年5 月






CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL
Vol. 48 May
No. 5 2015
软弱破碎围岩隧道锚喷钢架联合支护的 复合拱理论及应用研究
文竞舟 杨春雷 粟海涛 宁德飚
( 云南省公路科学技术研究院,云南昆明 650051 )
联合支护与围岩复合拱的力学原理 隧道在掘进过程中围岩体被开挖后, 在掘进空间
[11 ]
的受力分析, 根据隧道工程中破碎岩体的自身特点及 其赋予的应力环境, 提出以下假设: 隧道围岩 仍 然 近 似 为 各 向 同 性、 均质连续的介 质; 在联合支护后的隧道围岩体仍可视作为弹塑性介 Coulomb 准则; 锚杆支护形 质, 岩体破坏仍遵循 Mohr式采用等长度系统锚杆, 锚杆为全长黏结式锚杆; 隧 道喷层和钢架从断面形状上紧贴围岩壁面 , 呈圆弧状。 因此, 可将图 1 软弱破碎围岩段隧道上台阶断面 近似为半圆形, 其受力状态近似为半圆直径边界受力 状态。具体力学模型如图 2 所示, 其中 P 为联合支护 P 的分力分别为锚杆提供的约束阻 产生的约束合力, 力 P s 和钢拱架以及喷层支护提供的支护阻力 P i 。

锚网索喷注联合支护在深部软岩巷道中的应用

锚网索喷注联合支护在深部软岩巷道中的应用
s p rig o e p s f o k r a up o tn fd e o r c o dwa s le he s pp rig pr lm so o u o dig r c d sg ii a tdso to fr a wa a d t y, ov d t u o n obe fs f s r un n o k an in fc n itri n o o d y, n t t
其 困难 。 针 对 该 情 况 , 秋 煤 矿 在 2 千 1区轨 道 下 山扩 修 施 工 中 , 用 “ 网 喷 +锚 索 桁 架 +壁 后 注 浆 ” 结 合 采 锚 相
的联 合 支 护技 术 , 强 了 深部 软 岩 巷 道 的支 护 , 加 较好 地 解 决 了围 岩 松 软 、 变形 巷 道 的 支 护 难 题 , 术 经 济 效 高 技 益 显著 , 保 了工 程 质 量 和 生 产 安 全 。 确 关 键 词 : 网喷 ; 后 注 浆 ; 合 支 护 锚 壁 联 中 图分 类 号 :D 5 T 35 文献 标 志 码 : A 文章 编 号 :03— 5 6 2 1 )3— 07一 3 10 00 (0 2 O 0 0 o
g ie e r a e ef cs, n u e h ngne rn aiy a ae p o ucin. an d r ma k bl fe t e s r d te e i ei g qu lt nd s f r d t o
K e wor y ds: lig a h tr tn t r e h; r u ig be i d s a ; o bne u po i botn nd s o c eig wih wie m s g o tn h n h f c m i d s p r ng t t

钢支架与吊环锚网喷联合支护技术与应用

钢支架与吊环锚网喷联合支护技术与应用

通 过 吊环 与 钢 支 架 和 围岩 连 成 整 体 , 从 而 改 变 钢 支 架 和 锚 网 喷 的支 护 机 理 , 使 钢 支架首先 起 到刚性 承载 , 同 时 将 锚 网 喷和 围岩 形 成 组 合 梁 柔性 联 合 支 护 形 成 整 体 支 护 圈 , 达 到 刚柔 并 举 的 整 体 联 合 支 护作 用 。 在联合整体支护圈形成后 , 既 可 以起 到 对 软 岩 及 破 碎 带 的支 撑 作 用 , 同 时 在 形 成 钢 支 架 — — 吊环 — — 锚 杆 — —
关键词 : 支护结构 ; 支 护机 理 ; 软岩 ; 破碎带 ; 工程 实践
中图分类号 : T D 3 5 3 . 9
文 献标 识码 : B
文章 编 号 : 1 0 0 6 ~2 5 7 2 ( 2 0 1 3 ) 0 3 一O O 2 4 一O 3
Co mb i n e d S u p p o r t i n g Te c h n o l o g y Us i ng S h o t c r e t e a nd Bo l t i n g Wi r e Me s h wi t h S t e e l Fr a me s n d a Ri n g s
在 矿 山开 拓 、 隧 道 施 工 中不 可 避 免 要 遇 到 软 岩 及 破 碎 带 的施 工 段 。 为 了 取 得 更 好 的 施 工 效 果 , 加 快施 工速度 、
架设 ( 比设 计 断 面 放 大 5 O ~i 0 0 mm) 。在 架 设 钢 支 架 后 , 沿 钢 支 架 侧 缘 壁 上 均 匀 焊 接 用 于 穿 打 锚 杆 的 吊环 , 将 锚 杆
Ke y wo r d: s u p p o r t i n g s t r u c t u r e ; s u p p o r t i n g me c ha n i s m; s o f t r o c k;f r a c t u r e z o ne ; e n g i n e e r i n g p r a c t i c e

锚网、喷、索联合支护在软岩施工中的应用

锚网、喷、索联合支护在软岩施工中的应用
Ab ta t sr c :Thepa e a nto u e he a l a i n o o bne u p r ih botng w ie m e h,s o c e e a d p rh si r d c d t ppi to fc m i d s p o tw t li s c h trt n c bl n s f o k c n t u to n Fu i l e y a ei o tr c o s r ci n i l Col r . i K e r s of o k;botn r e h;c b e a h rs p o t ywo d :s tr c lig wiem s a l nc o u p r
摘 要 : 合 富 力 煤 矿 生 产 实 际 , 绍 锚 网 、 、 索 联 合 支 护 在 软 岩 施 工 中 的 应 用 、 护 参 数 、 工 中 应 注 意 的 问 题 、 济 结 介 喷 锚 支 施 经
效益 。
关 键 词 : 岩 ; 网 ; 射 混 凝 土 ; 索 支 护 软 锚 喷 锚
益。
径 D5 2 mm × 4 0 5 mm, 孔 2卷 , 长 锚 固 。 金 属 网 采 用 每 加
80 0 mmX 2 0 mm 的 钢 筋 网 , 0 0 网眼 规 格 :5 mm ×7 mm, 7 5 网
筋 直 径 O6 mm。 网 间搭 接 1 0 5 mm, 直径 1 铁 线 连 接 拧 用 0
中 图分 类 号 : D 5 1 5 T 3 2。 .
文 献 标 识 码 : B
文 章 编 号 :0 6 2 7 (0 8 0 - 0 1 -0 10 - 5 2 20 }2 0 0 2
Ap lc to fCo b ne u p r t l i g W i e M e h,S o e e e a d Ca l n S f o k Co s r c i n p i a i n o m i d S p o t wih Bo tn r s h t r t n b e i o t r c n t u to

软岩隧道三维钢筋网架锚喷支护试验研究及工程应用

软岩隧道三维钢筋网架锚喷支护试验研究及工程应用
2 . 2试 验加 栽
与 隧道 围岩 有 良好接 触 , 如果 有 过 大 间隙 , 可 以充填 一些 混凝 土 预 制块 或矸 石 , 架设 一段 距离 后
要 施工 混凝 土喷 层 , 混凝 土 的标 号 为C 4 0 , 厚度 1 5 0 am。 r
3 . 4效 果评 价
考虑 隧道 围压受 力特 点 , 在 试验 模 型周 围设 置 了3 台油 压千 斤 顶 , 每 台 千 斤顶达l O 0 o k N 压 力。在 模型 和 千斤顶 之 间设 置 三块 钢板 ,并 用沙 浆 填密 实 ,
成 的破 坏 , 而且 还 能释 放一 些 变形 地压 , 最后 喷射 混 凝土 , 形 成 永久 支护 。
油 压/ K N
3 工 程应 用
3 . 1工 程 概 况
图3桥 架 测点 荷载 应 变 曲线 图
某 深埋 隧道 围 岩裂 隙发 育 , 地 压大 、 变形 强烈 , 造成 U 型棚 严 重变 形 , 隧道 两 帮 向 内变形 1 — 2 m, 严 重影 响着该 段 隧 道 的正 常使 用 , 决定 在该 段 隧 道 内采 用 全封 闭三 维钢 筋 网架 锚 喷支护 结 构 。
低 了 劳动 强度 和 支护 成本 。
从 图3 至 图6 的 钢筋 应 变一 荷 载 图上 可 看 出 , 当 油缸 荷 载接 近 服 , 连 接 筋及 桥 架钢 筋 受 力 不大 , 在 较 小 的 应 力 状态 , 因 此 可
单 片钢筋 网架进 行 1 : 2 原材 料相 似 模型 实验 ,模 型构 件 采用 C 4 0 混凝土,
结 构 模 型几何 相 似 比为 C t = 2 。 模 型所 用材 料 与原 型相 同 , N I C  ̄ - C p = I , 混凝 土 配 钢 筋 网 架 用 铁 丝 绑 扎 形 成 整 每 架三 维钢 筋 网架外 表面要 比采 用 砂 子 : 水 泥: 石子 : 水= 2 : 1 : 2 : 0 . 4 5 , 结构模 型的高度为4 册mm, 厚 度 为 体 , 1 0 0 m m, 模 型 构件 加 载在 养护 期满 后进 行 。

钢支撑、小导管和锚喷支护体系在隧道开挖中的应 用分析

钢支撑、小导管和锚喷支护体系在隧道开挖中的应 用分析

钢支撑、小导管和锚喷支护体系在隧道开挖中的应用分析黄 汉(广西壮族自治区柳州水利电力勘测设计研究院,广西 柳州 545005)摘要:进入新时期,伴随着我国社会经济的不断发展,隧道工程在全国各地广泛开展,在隧道开挖过程中,整个支护体系起着重要的作用。

小导管状结构以及锚喷支护体系在当前隧道开挖中发挥了重要的作用,笔者以南京至安庆铁路为例进行分析研究,上述工程技术在隧道开挖中的应用,在监理单位以及施工单位的严格控制下,取得了良好的效果。

关键词:小导管和锚喷支护体系;钢支撑;隧道开挖在整个隧道安装施工过程中,特别是在软弱破碎围岩中,在开展消防工作中应当在爆破完成后立即开展支护工程,必须要保证整个施工的质量安全以及施工进度,在整个支付过程中,初期是最为重要的环节,这就要求在整个施工过程中要进行快速及时的支护,能够有效的避免岩体出现变形,进一步降低整个支护荷载,提高整个岩体工作时的稳定性。

1 钢支撑、小导管、锚喷联合支护体系1.1 钢支架在抵抗围岩变形中钢结构是一种重要的结构形式,这一特点是之后后立即受理,能够迅速控制整个围岩的变形,根据整个钢结构的结构功能不同,整个钢支撑可以分为钢网架和钢骨,钢骨架采用的试行钢网架是用钢焊接而成,也被称之为花拱,旅行商相比这一结构具有安装方便,重量轻加工便利等多种优点能与混凝土形成混凝土结构体系,在整个支撑过程中发挥着重要的作用。

1.2 小管灌浆小导管注浆指的是通过小导管沿着隧道开挖的轮廓线打入隧道内,使用隧道将岩浆注入到围岩中,你将通过管壁上的孔压进入到围岩中,使得整个危岩得到加固,并沿着隧道周边形成可靠的加固层,提高整个威严的承重能力。

操作的原理为光束原理,整个小导管进入微言后,前端之后的延迟,时尚后端之后,在整个钢结构支架上,这样每根血管就能充分发挥量的作用,承受着整个人体的重量,从而能够有效减少围岩的变形和损害,避免了为一年的局部坍塌能够进一步强化整个结构的支撑力,通过进行灌浆操作能够将周边破碎松散的岩石,进行灌浆填充,竟然形成加固层能够产生屏障,相应的整个爆破开挖过程中,小猪将管形成的加固层会进一步阻碍,爆破冲击波的传播对已有隧道起到良好的保护作用,另外在泡沫过程中通过采取多种控制方法,使得岩石只在夹层下进行破碎,整个小管孔径为38毫米至42毫米,管家可以在水泥浆和水玻璃混合物之间任意调整。

大断面岩巷掘进支护技术的创新

大断面岩巷掘进支护技术的创新

大断面岩巷掘进支护技术的创新煤炭资源在当前依然是我国发展应用的主要能源类型,加强对能源开发的科学性,促进资源利用效率提升是当前面对的主要课题。

在煤炭企业的矿井产量逐年增加的发展形势下,矿井的开延任务也在不断增加,对岩石巷道的施工方法应用就要注重创新,提高技术应用水平。

通过從理论层面上加强对大断面岩巷的支护技术创新研究分析,对实际的施工质量提高就有着积极促进作用。

1 大断面岩巷的支护形式分析大断面岩巷支护工作实施中,要注重技术的科学选择。

在面对不同的岩巷施工的情况时,就要选择不同的支护形式,如此才能保障支护的质量水平提高。

在诸多的支护形式中,临时支护是比较重要的。

这一支护形式的应用中,在顶板完好时带帽点柱作为临时支护,而点柱就可通过不同型号的液压单体加以应用。

在顶板破碎的时候通过超前钢筋作为临时支护,对超前钢筋的应用型号可通过Φ28×3500mm的螺纹钢进行应用,实施打眼爆破前就可沿着巷道拱部的轮廓线外50—100毫米的部位,通过间距200—400毫米施工一圈超前支护螺纹钢,从而就能在支护的稳固性上得以保障。

除了临时支护外,还有一种支护形式就是永久支护。

这一支护的形式就是索喷来实现的,顶板的锚杆是通过五花型布置,在顶板的两肩窝进行增补锚杆,帮部的锚杆是通过矩形布置,在锚杆的间排距在800×800毫米,每一排的根数和实际的需求相结合进行控制。

每根的锚杆采用锚固剂进行加固,锚杆的抗拔力不能低于120KN。

通过这一系列程序的执行,就能起到永久性支护的目标。

大断面的岩巷支护的应用技术比较多样,其中的中深孔爆破技术是比较常用的,在全断面的一次打眼和爆破的方式实施下,进行钻眼,可通过钻眼机械进行应用。

对炮眼的规格方面也要加强重视,可通过Φ42mm炮眼,掏槽眼深2.8m,辅助眼、周边眼、底眼深2.6m。

在爆破打眼的炸药消耗量的控制上也要重视,进行科学的计算对炸药量进行控制。

进行炮眼的起爆顺序严格遵循,以及在排矸运输系统方面的完善实施也要加强重视。

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1 工 艺 原 理
在矿 山开拓 、 隧 道 施 工 中不 可 避 免 要 遇 到 软 岩 及
破碎 带的施工段。 由于软岩及破碎 带施工条件 限制 , 如
何 架设好钢 支架 , 并 在 施 工 中 使 钢 支 架 与 围 岩 形 成 整 体支 护圈, 以达 到 减 少 围 岩 变 形 、 支 架破 坏 和 防 止地 表 下沉、 保 证 施 工 安 全 以及 防 止 周 边 附 属 建 实践中收到了较好 的效 果 , 实现
了在 软 岩 及 破 碎 带施 工 中成 功 穿 越 , 且安 全、 可靠 、 快 速、 高效 , 其 对治 理 矿 山 及 隧道 大 断面 软 岩 及破 碎 带 工 程 施 工 具 有 普遍 的推 广 价 值 。
Ab s t r a c t :Th e t r a di t i o na l t un ne l s u pp o r t i n g s t r u c t u r e wa s I mpr o v e d i n t h e p ap e r ,pr o po s e d t he s up p o r t i ng t e c hn o l o g y o f t he s t e e l
变化 , 改善 了金属钢 支架在软 岩及破碎 带 中由被动支撑 变 为形 成整体 支护 圈 , 大大减 少支 架变形 和破坏 程度 , 从而保 证 了
施工安 全 , 成功运 用于工程 实践 , 达 到 了施 工 快 速 、 高效 , 其 社会效 益和经济效 益显著 。
【 关键词 】支护结构 i 支护机理 : 软岩 ; 破碎带 ; 工程 实践 【 中图分 类号 】 T U 3 9 1 【 文献标 志码 】 A 【 文 章 编 号 】1 6 7 1 — 3 7 0 2 ( 2 0 1 4) 0 4 — 0 0 6 2 — 0 5
s t e e l f r a me i n t h e s o t f r o c k an d f r a c t ur e z o ne wa s c h a ng e d f r o m pa s s i v e s u p po t r i n t o a c t i v e i nt e g e r s u p po r t i n g r i n g r e du c e d t he
Th e Co mp a r a t i v e S t ud y o f S t e e l Br a c k e t a n d t h e Ri n g An c h o r Ne t S p r a y S u p p o r t i n La r g e S e c t i o n o f S o f t Ro c k
Ke y wo r ds :Su p po ti r n g s t uc r t u r e ;s up po r t i n g me c ha ni s m;s o t f r o c k;f ra c t ur e z o ne ;e n g i n e e r i ng pr a c t i c e
L U Z h i d o n g , HE P E NG Xi a o p i n g , Z H ANG Q i a n g
( Z h o n g d i n g I n t e r n a t i o n a l E n g i n e e r i n g C o . , L t d . ,N a n c h a n  ̄,  ̄ a n g x i 3 3 0 0 9 6 , C h i n a )

c o n s t r u c t i o n f a s t a n d e ic f i e n t l y . I t s s o c i a l a n d e c o n o mi c b e n e i f t s a r e c o n s i d e r a b l e .
la f me wi t h r i n g s ,r o c k a n c h o r s ,s t e e l n e t s ,a n d s p r a y .T h e s u p p o t r i n g me c h a n i s m o f t h e s t e e l f r a me a n d r o c k a n c h o r s c h a n g e d . T h e

de f o r ma t i o n an d f a i l u r e d eg r e e o f s t e el f la me g r ea t l y a nd e ns u r e t h e c o ns t r u c t i o n s a f e t y a p pl i e d i n t h e pr ac t i c e s u c c e s s f ul l y a nd
技术园地
2 0 1 4年第 3 2卷 第 4期
大 断面软岩钢支架与 吊环锚 网喷 联合 支护技术创新对 比研 究
陆志东 , 何 家发 , 彭小平 , 张 强
( 中鼎 国 际 工程 有 限责 任 公 司 , 江西 南昌 3 3 0 0 9 6 )
【 摘 要 】 对 传 统 的 隧 道 支 护 结 构 进 行 改进 , 提 出 了钢 支 架 与 吊 环 锚 网 喷 联 合 支 护 技 术 , 使 钢 支 架 与 锚 杆 支 护 机 理 发 生
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