一种巷道壳拱组合强力承载结构及其施工方法技术

一种巷道壳拱组合强力承载结构，包括巷道，巷道上部的断面为半圆拱或圆弧拱，巷道外部的围岩自内向外依次为松动圈范围内的围岩和松动圈外部1m范围内的围岩，松动圈范围内的围岩的内壁设置有支护壳，松动圈范围内的围岩和松动圈外部1m范围内的围岩的内部设置有支护拱。本发明专利技术还公开了一种巷道壳拱组合强力承载结构的施工方法。本发明专利技术有效阻止了松动圈内围岩的强度损失，并在松动圈及其外部1m范围内形成了强力锚固承载结构，显著提高巷道围岩稳定性，有效抑制了松动圈向深部扩展；有效避免了混凝土喷层的开裂和破坏；为巷道围岩的长期稳定提供了保障。

A Strong Bearing Structure of Shell-Arch Composite in Roadway and Its Construction Method

A combined strong bearing structure of roadway shell and arch includes roadway, the upper section of roadway is semi-circular arch or arc arch, and the surrounding rock outside the roadway is in turn the surrounding rock within the loosening circle and the surrounding rock within the loosening circle 1 m from the inside to the outside. The inner wall of the surrounding rock within the loosening circle is provided with support shell, and the surrounding rock within the loosening circle and the surrounding rock within the loosening circle 1 m from the outside. A supporting arch is arranged. The invention also discloses a construction method of a roadway shell-arch composite strong bearing structure. The invention effectively prevents the strength loss of surrounding rock in the loosening zone, and forms a strong anchoring bearing structure within the loosening zone and its outer 1 m range, remarkably improves the stability of surrounding rock of roadway, effectively restrains the expansion of the loosening zone to the deep part, effectively avoids the cracking and destruction of concrete spray layer, and provides a guarantee for the long-term stability of surrounding rock of roadway.

【技术实现步骤摘要】
一种巷道壳拱组合强力承载结构及其施工方法
本专利技术属于矿山工程巷道围岩控制
，具体涉及一种巷道壳拱组合强力承载结构及其施工方法。
技术介绍
随着煤矿巷道支护技术的发展，锚杆支护、锚索支护以及注浆加固技术成为煤矿巷道经济有效的支护形式。在深部高应力和复杂采动应力条件下，近年来推广发展了高强锚杆高预紧力支护技术，在现场应用中取得了良好的支护效果，但在软弱围岩条件下，仍然出现了大面积喷层开裂、支护结构破断撕裂、围岩持续流变等巷道失稳现象，究其原因，主要存在以下问题：①混凝土喷层较薄，刚性和柔性均不足，不能抵抗围岩的较大变形，致使出现喷层开裂、金属网撕裂等现象；②巷道支护强度严重不足，围岩承载能力损失严重，致使松动圈向围岩深部扩展，直至锚固承载结构失效而出现巷道失稳；③受传统支护理念的影响，锚杆强度、预紧力、支护密度等均未达到相应要求，致使初期变形得不到有效控制，增加了后期维护难度。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种巷道壳拱组合强力承载结构及其施工方法，旨在针对拱形巷道通过支护形成“强韧混凝土壳”和“高强锚固承载拱”，两者结合形成“壳拱组合强力承载结构”，有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种巷道壳拱组合强力承载结构，包括巷道，巷道上部的断面为半圆拱或圆弧拱，巷道外部的围岩自内向外依次为松动圈范围内的围岩和松动圈外部1m范围内的围岩，其特征在于：松动圈范围内的围岩的内壁设置有支护壳， 松动圈范围内的围岩和松动圈外部1m范围内的围岩的内部设置有支护拱；所述支护壳是通过三层高强高预紧力的锚网喷支护形成的具有一定韧性的强韧混凝土壳，支护壳包括三层混凝土喷层以及预埋在三层混凝土喷层内部的三批第一高强锚杆的螺母紧固段、三层金属网、压紧金属网并连接第一高强锚杆的钢梁和第一注浆锚杆的外端部，三批第一高强锚杆的螺母紧固段、三层金属网以及钢梁对应配套设置并分别浇筑预埋在三层混凝土喷层内部，每...

【技术特征摘要】
1.一种巷道壳拱组合强力承载结构，包括巷道，巷道上部的断面为半圆拱或圆弧拱，巷道外部的围岩自内向外依次为松动圈范围内的围岩和松动圈外部1m范围内的围岩，其特征在于：松动圈范围内的围岩的内壁设置有支护壳，松动圈范围内的围岩和松动圈外部1m范围内的围岩的内部设置有支护拱；所述支护壳是通过三层高强高预紧力的锚网喷支护形成的具有一定韧性的强韧混凝土壳，支护壳包括三层混凝土喷层以及预埋在三层混凝土喷层内部的三批第一高强锚杆的螺母紧固段、三层金属网、压紧金属网并连接第一高强锚杆的钢梁和第一注浆锚杆的外端部，三批第一高强锚杆的螺母紧固段、三层金属网以及钢梁对应配套设置并分别浇筑预埋在三层混凝土喷层内部，每层混凝土喷层厚度为80~120mm，强韧混凝土壳的总厚度为240~360mm；所述支护拱是通过三层高强高预紧力的锚网喷而在松动圈范围内及其外部1m范围内围岩中的形成的高强锚固承载拱，支护拱包括通过第一高强锚杆锚固的围岩和第一注浆锚杆加固的围岩，三批第一高强锚杆的锚固剂锚固段和自由段以及注浆锚杆的注浆段设置在支护拱的围岩内。2.根据权利要求1所述的一种巷道壳拱组合强力承载结构，其特征在于：拱形巷道的底板采用若干条第二高强锚杆和第二注浆锚杆注浆加固进行主动支护，形成针对巷道两帮、顶部半圆拱和底板的封闭的主动支护结构。3.根据权利要求2所述的一种巷道壳拱组合强力承载结构，其特征在于：第一高强锚杆和第二高强锚杆均采用直径22mm以上、屈服强度大于500MPa的高强左旋螺纹钢锚杆以及与其强度相配套的附件；第一高强锚杆和第二高强锚杆采用高预紧力安装，预紧扭矩要求达到300~500N.m，预紧力要求达到50~100kN；所述金属网为菱形铁丝网，所述钢梁为钢筋梯子梁，所述混凝土喷层采用的是强度等级不低于42.5的普通硅酸盐水泥；所述第一注浆锚杆和第二注浆锚杆采用的注浆材料是强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，水灰比1：2，同时掺加减水剂以提高浆液的渗透性。4.根据权利要求3所述的一种巷道壳拱组合强力承载结构，其特征在于：所述的壳拱组合强力承载结构采用的是高强度、高密度锚杆及注浆加固形成的拱形承载结构，三层高强高预紧力的锚网喷支护中每层第一高强锚杆的间距×排距均为900×900mm，三层锚网喷支护全部施工完成后，第一高强锚杆的间距×排距为300×300mm；第一高强锚杆采用锚固长度为1000~150...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖同强，翟俨伟，许磊，李宝富，韩小光，陈恒光，张凤琴，尹士花，李振峰，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南,41