[发明专利]沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构及其施工方法

说明书

本发明提供一种沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构及其施工方法，包括柔性模袋，所述柔性模袋上设置有开口及混凝土灌注口；内约束结构，通过所述开口容置于所述柔性模袋内部；外约束结构，依次穿过所述柔性模袋和所述内约束结构并固定在所述柔性模袋外部。本发明通过开口进入柔性模袋内部，在柔性模袋内部搭建内约束结构，并通过外约束结构支护整个混凝土墙结构。泵注混凝土之后，使内约束结构与混凝土混为一体，形成钢筋混凝土结构。内约束结构与混凝土共同承担载荷，从而使混凝土墙的整体强度提高，承载能力增加，同时在外约束的作用下，墙体塑性增强，残余强度提高。

技术领域

本发明涉及煤矿采煤工程技术领域，尤其涉及一种沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构及其施工方法。

背景技术

沿空留巷采煤工作面后沿采空区边缘维护原回采巷道，作为无煤柱绿色开采的主要方式，已经逐渐在不同地质条件的巷道进行大量应用并取得成功。其中，沿空留巷的关键因素在于巷旁支护，巷旁支护的主要形式为柔模混凝土墙。

随着巷道埋深及煤层厚度的增加，巷道压力逐渐增大，为了提高柔模混凝土墙的强度，采用增加外约束或增加墙体宽度以实现。虽然增加外约束或墙体宽度均能增加柔模混凝土墙的强度，但是采用外约束，不仅造成支护成本增加，而且强度提升有限。采用增加墙体宽度，不仅增加泵注和运输成本，而且影响留巷断面尺寸。

因此，提高柔模混凝土墙的强度是目前业界亟待解决的重要课题。

发明内容

本发明提供一种沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构及其施工方法，用以解决现有技术中柔模混凝土墙强度不足的缺陷，实现刚柔并济，强度较高的混凝土墙结构。

本发明第一方面提供一种沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构，包括：

柔性模袋，所述柔性模袋上设置有开口及混凝土灌注口；

内约束结构，通过所述开口容置于所述柔性模袋内部；

外约束结构，所述外约束结构依次穿过所述柔性模袋和所述内约束结构并固定在所述柔性模袋外部。

根据本发明提供的沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构，所述内约束结构由钢筋网片笼组成。

根据本发明提供的沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构，所述钢筋网片笼由单个钢筋网片层叠和/或搭接形成。

根据本发明提供的沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构，所述外约束结构具有两种形式；

其中，第一种形式由对穿锚杆、钢护板和锚杆托板组成；第二种形式由对穿锚杆、钢筋梯梁和锚杆托板组成；

并且，所述钢护板和所述钢筋梯梁分别与所述锚杆托板叠置在所述对穿锚杆的端部。

根据本发明提供的沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构，所述第一种形式的外约束结构位于所述柔性模袋的上部；所述第二种形式的外约束结构位于所述柔性模袋的中下部。

根据本发明提供的沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构，所述对穿锚杆与所述钢筋网片错开设置。

根据本发明提供的沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构，所述柔性模袋的开口处设置有防漏门帘。

根据本发明提供的沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构，所述防漏门帘和所述柔性模袋均为纤维布缝制而成。

本发明第二方面提供一种沿空留巷刚柔协同的混凝土墙结构的施工方法，包括如下步骤：

S1：将柔性模袋挂在顶板上；

S2：柔性模袋的周围采用单体支柱固定；

S3：工人进入柔性模袋内，施工内约束结构；

S4：折叠多余的柔性模袋，缝合开口处；