深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法技术

本发明专利技术提供了深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，首先将锚杆和锚索打入围岩内部，并露出设定长度，随后利用锚杆和锚索外露部分依次铺挂钢筋网和聚酯纤维网，钢筋网紧贴围岩铺设，聚酯纤维网紧贴钢筋网铺设，再搭设钢筋网壳支架，锚杆和锚索依次穿过钢筋网、聚酯纤维网和钢筋网壳支架并通过托盘和螺帽固定于钢筋网壳支架上，浇筑第一混凝土喷层封闭整个支护结构，完成初次支护，最后浇筑第二混凝土喷层，完成二次支护。通过初次支护，使整个结构与围岩共同变形，发挥让压作用，释放围岩压力，之后再进行二次支护，同时利用聚酯纤维网的柔性和卸压作用，将围岩压力均匀分布于整个支护体系。

Composite anchor net steel bar support structure of deep well high stress soft rock roadway and construction method thereof

The invention provides a deep high stress soft rock roadway anchor reinforced composite supporting structure and construction method thereof, the bolt and anchor into the surrounding rock, and expose the set length, followed by the use of bolts and cables are laid exposed parts of hanging steel mesh and polyester fiber net, steel net close to the surrounding rock laying, polyester fiber network close to the steel mesh laying and erection of reinforced reticulated shell, the anchor and the anchor rope passes through the steel mesh, polyester mesh and reinforced shell bracket and is fixed on the bracket through the reinforced shell tray and nut, pouring first concrete spray layer closed the whole supporting structure, completed the initial support, finally pouring concrete spray layer second, two support. Through the initial support, the whole structure and surrounding rock deformation together, play let pressure, rock pressure release, then two support, while using the polyester fiber network flexibility and pressure, the pressure of surrounding rock is distributed uniformly in the whole support system.

【技术实现步骤摘要】
深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法
本专利技术属于矿山巷道及隧道支护
，具体涉及到深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法。
技术介绍
当前，随着矿井开采深度不断加大，在深井高应力软岩中进行掘巷日益增多，由于地压强烈，地层软弱，支护结构的稳定性和承载能力急需大幅增强。常用的锚网喷支护结构的支撑能力显著不足，一般常采用锚喷再加型钢支架或围岩注浆或长锚索等进行联合支护，隧道工程中也出现类似的情形，这样使得支护技术愈加复杂，工程量和费用也大幅度增加。现有技术中，为进一步治理控制软岩巷道，其方法有很多。如中国专利(申请号：00119101.2，专利名称：钢筋网壳支架及网壳锚喷支护)利用空间网格结构，由数榀构件加螺栓联接成一架支架，架与架连续安装，既可以单独支护，也可以与锚杆、喷层组成网壳锚喷结构，降低了支护成本，提高了支撑能力；又如中国专利(申请号：201310060613.X，专利名称：一种软煤/岩层巷道支护方法及支护结构)首先通过钻孔注浆形成浆液加固团，后安装锚索，特别适用于软煤/岩层的巷道支护；再如中国专利(申请号：200810246306.X，专利名称：一种软弱膨胀型围岩巷道支护方法)通过格栅拱架和双层钢筋网作为骨架封闭巷道，同时敷设泡沫垫层有效避免围岩膨胀变形导致支护结构开裂。上述治理措施及施工方法都有其不同的使用条件和优缺点，在实际施工过程中，往往应根据不同的地质条件和施工设备选择合理的治理方法。深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构，设计合理、施工工艺简单、工程量小、支护费用低，能够很好的适应软岩巷道的支护要求。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供的深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，能够对软岩巷道提供有效支护，工程实用性强。为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，包括锚杆、锚索、钢筋网、聚酯纤维网、钢筋网壳支架、第一混凝土喷层、第二混凝土喷层、托盘和螺帽，首先将所述锚杆和锚索打入围岩内部，并露出一定长度，以起到支护围岩，发挥围岩自主承载力的目的，随后利用锚杆和锚索的外露部分依次铺挂所述钢筋网和聚酯纤维网，所述钢筋网紧贴围岩铺设，所述聚酯纤维网紧贴所述钢筋网铺设，再搭设所述钢筋网壳支架，所述锚杆和锚索依次穿过所述钢筋网、聚酯纤维网和钢筋网壳支架并通过所述托盘和螺帽固定于所述钢筋网壳支架上，浇筑所述第一混凝土喷层封闭整个支护结构，完成初次支护，最后浇筑所述第二混凝土喷层，完成二次支护，形成深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构。进一步的，所述锚杆为高强预应力锚杆，直径为Φ18-22mm，长度为2200-2800mm，间距为700mm，排距为700mm，预应力为50-70kN，所述锚索为高强预应力锚索，直径为Φ18-22mm，长度为6000-8000mm，预应力不小于150kN。进一步的，所述钢筋网的长度为6-12m，宽度为2-5m，所述钢筋网由钢筋焊接而成，焊接的间距为100mm，150mm或200mm，所述钢筋的直径为Φ8-22mm，所述钢筋网的网孔为矩形或菱形。进一步的，所述聚酯纤维网的长度为6-12m，宽度为2-5m，所述聚酯纤维网由聚酯纤维丝编织而成，所述聚酯纤维丝的宽度为15mm，所述聚酯纤维网的网孔为矩形，所述矩形网孔的规格为100mm×100mm，150mm×150mm或200mm×200mm。上述深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，所采用的施工方法包括如下步骤：A)根据巷道设计的断面形状及尺寸开挖巷道，并在巷道断面喷射50mm厚混凝土找平层，设计强度不低于C20；B)采用所述锚杆和锚索打入围岩内部，并使所述锚杆和锚索露出围岩一定长度，长度大于60mm，以起到支护围岩，发挥围岩自主承载力的目的，预留出设定长度是为了在后续步骤中能够固定增加铺设所述钢筋网、聚酯纤维网及钢筋网壳支架；C)利用所述锚杆和锚索外露部分依次铺挂所述钢筋网和聚酯纤维网，所述钢筋网紧贴围岩铺设，每两片所述钢筋网的搭接长度为100-200mm，所述聚酯纤维网紧贴所述钢筋网铺设，每两片所述聚酯纤维网的搭接长度为100-200mm；D)架设所述钢筋网壳支架，形成钢筋网壳支架、钢筋网和聚酯纤维网的骨架结构，并使所述锚杆和锚索穿过所述钢筋网壳支架；E)所述锚杆和锚索依次穿过所述钢筋网、聚酯纤维网和钢筋网壳支架，通过设置的所述托盘和螺帽将所述锚杆和锚索固定在所述钢筋网壳支架上；F)浇筑所述第一混凝土喷层，与所述钢筋网壳支架、聚酯纤维网和钢筋网共同构成钢筋混凝土封闭结构，形成初次支护，所述第一混凝土喷层的设计强度不低于C25，厚度为150mm；G)待浇筑的所述第一混凝土喷层达到设计强度后，进行所述第二混凝土喷层的复喷，形成二次支护，所述第二混凝土喷层的设计强度不低于C25，厚度为25-100mm。进一步的，所述步骤A、F和G中，所述混凝土找平层，第一混凝土喷层和第二混凝土喷层的配合比均为水泥：瓜子片：砂子：水＝1：2：2：0.45，并掺入2.5％水泥用量的速凝剂。进一步的，所述步骤G中，根据所述步骤F初次支护后巷道围岩变形显现的程度不同，进行第二混凝土喷层的复喷，如果巷道变形逐渐趋于稳定，所述第二混凝土喷层的浇筑厚度可以为25-50mm，如果巷道变形仍较强，所述第二混凝土喷层的厚度可以为50-100mm，完成二次支护。本专利技术与现有技术相比，具有的优点和效果为：(1)首先，利用锚杆和锚索打入围岩内部，提高围岩的稳定性，随后立即铺设钢筋网和聚酯纤维网，搭设钢筋网壳支架，并浇筑第一混凝土喷层，完成一次支护，浇筑的第一混凝土喷层将“钢筋网壳支架+钢筋网+聚酯纤维网”构成的骨架完全封闭，形成钢筋混凝土封闭结构，使得整个结构与围岩共同变形，有效阻止围岩松动破坏，并使围岩变形速率减小，释放部分围岩压力；(2)其次，初次支护完成后，待浇筑的第一混凝土喷层达到设计强度后，进行第二混凝土喷层的复喷，复喷的第二混凝土喷层的厚度根据巷道变形量的大小而调整，该种施工方法使得初次支护形成的支护体系发挥适当的让压作用，使之具有一定的可缩性，能够承受变形地压和采动荷载，达到柔让适度，先让后抗的支护效果，之后再浇筑第二混凝土喷层，且第二混凝土喷层浇筑的厚度根据初次支护后巷道的变形情况而调整，完成二次支护；(3)最后，钢筋网壳支架、钢筋网、聚酯纤维网作为骨架和第一混凝土喷层及第二混凝土喷层共同构成钢筋混凝土封闭结构，形成强力的支护结构体系，由于在钢筋网壳支架和钢筋网之间夹了一层聚酯纤维网，利用其柔性和卸压的作用，且与混凝土咬合力好，能够改善混凝土抗拉，抗剪能力差的缺点，发挥混凝土抗压能力强的优势，聚酯纤维网将巷道两帮及顶部的围岩压力很好的卸压，均匀分布于整个支护体系。综上，本专利技术提供的深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，设置的锚杆和锚索，首先支护围岩，随后采用“钢筋网壳支架+钢筋网+聚酯纤维网”为骨架的钢筋混凝土封闭结构，并两次浇筑混凝土喷层。其中采用的聚酯纤维网是由聚酯纤维丝编织而成，具有重量轻、柔软、不易老化、埋压后性能不变的特点，目前，有掺入沥青混凝土中以改善高温稳定、柔韧本文档来自技高网...

【技术保护点】
深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，其特征在于，包括锚杆(31)、锚索(32)、钢筋网(40)、聚酯纤维网(50)、钢筋网壳支架(60)、第一混凝土喷层(71)、第二混凝土喷层(72)、托盘(33)和螺帽(34)，首先将所述锚杆(31)和锚索(32)打入围岩内部，随后利用所述锚杆(31)和锚索(32)的外露部分依次铺挂所述钢筋网(40)和聚酯纤维网(50)，所述钢筋网(40)紧贴围岩铺设，所述聚酯纤维网(50)紧贴所述钢筋网(40)铺设，再搭设所述钢筋网壳支架(60)，所述锚杆(31)和锚索(32)依次穿过所述钢筋网(40)、聚酯纤维网(50)和钢筋网壳支架(60)并通过所述托盘(33)和螺帽(34)固定于所述钢筋网壳支架(60)上，浇筑所述第一混凝土喷层(71)封闭整个支护结构，完成初次支护，最后浇筑所述第二混凝土喷层(72)，完成二次支护，形成深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构。

【技术特征摘要】
1.深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，其特征在于，包括锚杆(31)、锚索(32)、钢筋网(40)、聚酯纤维网(50)、钢筋网壳支架(60)、第一混凝土喷层(71)、第二混凝土喷层(72)、托盘(33)和螺帽(34)，首先将所述锚杆(31)和锚索(32)打入围岩内部，随后利用所述锚杆(31)和锚索(32)的外露部分依次铺挂所述钢筋网(40)和聚酯纤维网(50)，所述钢筋网(40)紧贴围岩铺设，所述聚酯纤维网(50)紧贴所述钢筋网(40)铺设，再搭设所述钢筋网壳支架(60)，所述锚杆(31)和锚索(32)依次穿过所述钢筋网(40)、聚酯纤维网(50)和钢筋网壳支架(60)并通过所述托盘(33)和螺帽(34)固定于所述钢筋网壳支架(60)上，浇筑所述第一混凝土喷层(71)封闭整个支护结构，完成初次支护，最后浇筑所述第二混凝土喷层(72)，完成二次支护，形成深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构。2.根据权利要求1所述的深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，其特征在于，所述锚杆(31)为高强预应力锚杆，直径为Φ18-22mm，长度为2200-2800mm，间距为700mm，排距为700mm，预应力为50-70kN，所述锚索(32)为高强预应力锚索，直径为Φ18-22mm，长度为6000-8000mm，预应力不小于150kN。3.根据权利要求1所述的深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，其特征在于，所述钢筋网(40)的长度为6-12m，宽度为2-5m，所述钢筋网(40)由钢筋焊接而成，焊接的间距为100mm，150mm或200mm，所述钢筋的直径为Φ8-22mm，所述钢筋网(40)的网孔为矩形或菱形。4.根据权利要求1所述的深井高应力软岩巷道复合锚网钢筋支架支护结构及其施工方法，其特征在于，所述聚酯纤维网(50)的长度为6-12m，宽度为2-5m，所述聚酯纤维网(50)由聚酯纤维丝编织而成，所述聚酯纤维丝的宽度为15mm，所述聚酯纤维网(50)的网孔为矩形，所述矩形网孔的规格为100mm×...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚韦靖，何壮志，庞建勇，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34