[发明专利]一种洞内塌方段的支护结构及支护方法

说明书

技术领域

本发明属于工程技术，具体涉及一种洞内塌方段的支护结构及支护方法。

背景技术

在洞内施工时，常常因不可遇见的地质条件如断层、软弱结构面等，而造成顶拱和侧墙的塌方，尤其在四、五类围岩区域时有发生。在塌方的空腔部位，常规的做法是在顶拱部位架立钢模板或在钢拱架上安装拱形钢板，然后再采用混凝土回填。

但是模板造价高，某局部塌方所用的模板成本至少需要十万以上，且施工中不便在模板上打孔，以致无法进行混凝土回填后的锚杆施工。所以实际施工中，一般不采用模板支护。若采用钢板支护，需要将钢板加工成拱形，这个过程会降低钢板的强度，而且费工费时。

综上所述，上述方案一方面会影响施工进程，甚至由于耽误支护时机而导致二次塌方发生，影响了施工区域施工人员的安全。另一方面成本较高，不利于节约投资。因此目前的支护结构和支护方法针对塌方段的施工效果差。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种施工难度小、施工安全、成本低的洞内塌方段的支护结构及支护方法。

本发明解决问题的技术方案是：一种洞内塌方段的支护结构，包括设置在洞室塌方段下方的钢拱架、将各榀钢拱架连接的连接筋，环绕钢拱架外表面叠加铺设有至少两层钢筋网，所述相邻钢筋网的网孔错开布置；

在钢拱架上朝向洞室方向预固定有定位管，该定位管一端穿过钢筋网靠近洞顶、另一端延伸至钢拱架内腔；

在钢拱架顶部固定预设有混凝土喷管，该混凝土喷管一端穿过钢筋网、另一端延伸至钢拱架内腔；

在钢筋网的最上层和钢拱架外表面之间的区域喷涂有混凝土，形成钢筋混凝土层；钢筋混凝土层与洞室内壁之间的空间内填充有混凝土；

所述定位管内设有锚杆，锚杆延伸至洞室岩层内。

为增加钢拱架的稳定性，从钢拱架两侧的直立部分朝洞室侧壁方向设有锚杆，锚杆一端伸入洞室岩层、另一端与钢拱架固定连接。

优选的，所述钢拱架的榀与榀之间加密设置，间距为30cm～50cm；

位于钢拱架的拱形部位的连接筋加密设置，间距20～30cm。

进一步的，所述钢筋混凝土层还包括在最上层的钢筋网外表面铺的钢丝纤维网。该措施能够将塌方区域坠落的块石兜住，避免砸伤施工人员。

本发明还提供一种洞内塌方段的支护方法，包括如下步骤：

（a）在洞室塌方段下方搭设钢拱架；

（b）环绕钢拱架外表面叠加铺设至少两层钢筋网，且相邻钢筋网的网孔错开布置；

（c）在钢拱架上朝向洞室方向预先固定定位管，定位管一端穿过钢筋网靠近洞顶、另一端延伸至钢拱架内腔；

（d）在钢拱架顶部固定预设混凝土喷管，该混凝土喷管一端穿过钢筋网、另一端延伸至钢拱架内腔；

（e）将台车移到钢拱架的安全区域，对位于钢筋网的最上层和钢拱架外表面之间的区域喷射混凝土，形成钢筋混凝土层；

（f）对洞室内壁岩面喷射混凝土，以封闭围岩；

（g）通过混凝土喷管对钢筋混凝土层与洞室内壁之间的空间回填混凝土；

（h）回填完毕，待混凝土凝固到早期强度时，从定位管中施打锚杆，锚杆延伸至洞室岩层内。

上述方案中，采用由钢筋网制成的钢筋混凝土层结构代替了模板安装或钢板安装，施工难度小。由于可以预埋定位孔，所以可以方便的进行锚杆支护，使得支护更稳定。

在步骤（g）之前，施工人员均可站在安全区域施工，而不是在塌方段的正下方。回填混凝土时，施工人员站在塌方段的正下方的时候，由于有了钢筋混凝土层的遮挡，可以安全的施工。

为保证安全，防止塌方区域的大块石坠落或块石脱落砸伤施工人员，在步骤（b）中，铺设钢筋网完成之后，在最上层的钢筋网外表面铺设钢丝纤维网；

步骤（e）中喷射混凝土时将钢丝纤维网（4）一并喷涂。

进一步的，在步骤（g）中，对于回填的混凝土和洞室内壁岩面之间的缝隙部位，采用水泥砂浆回填密实。

优选的，步骤（d）中的混凝土喷管设有多根，不同的混凝土喷管具有不同的高度；

在步骤（g）中回填混凝土时，根据预留混凝土喷管摆设位置从低到高分层回填。

优选的，在步骤（g）回填混凝土之前，在钢筋混凝土层的外表面放置石块。该措施中，石块能够起到嵌固作用，防止后期回填混凝土或水泥砂浆时出现跑浆现象。

进一步的，为增加钢拱架的稳定性，在步骤（f）之后，从钢拱架两侧的直立部分朝洞室侧壁方向施加锚杆，锚杆一端伸入洞室岩层、另一端与钢拱架焊接。