[发明专利]一种地下灌注式柔性支架及其施工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种巷道支架，尤其是涉及一种地下灌注式柔性支架。

背景技术

在地下工程特别是矿井巷道、矿井巷道二次支护、以及穿山隧道的支撑支护经常采用刚性金属支架支护，包括U型钢支架、工字钢支架和钢管混凝土支架等，共同特点是：(1)支架在地面加工成型，分多弧段运送至地下，在工作地点进行组装，安装工艺复杂。(2)支架线密度大，安装难度大，一般需要先搭设脚手架再进行安装支架，安装速度慢，工人劳动强度高。(3)支架大部分为钢材，支架整体重量大，支架成本较高。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的缺陷和问题，本发明提出一种地下灌注式柔性支架，与已有的刚性金属支架不同，是采用柔性软管为支架主体，通过地下机械灌注浆液完成支架安装，浆液固化后形成强度较高的刚性支架，支护巷道围岩。

所述柔性支架主要由柔性软管和接口灌注装置组成，所述软性软管的中部开设一定数目的小排气孔或在两段柔性软管之间连接有排气装置，所述接口灌注装置与柔性软管的端头密封连接，

进一步地，所述柔性支架通过锚杆或锚钉和专用金属套或金属丝将柔性支架固定在围岩壁上,通过灌注孔进行灌注浆液,浆液固化后形成刚性支架支护围岩。

进一步地，所述排气装置为T形结构，包括两端接口和上端排气口，所述两端接口分别与一段柔性软管端部密封连接，所述上端排气口排出气体。

进一步地，所述支架形状为封闭马蹄形支架，所述接口灌注装置为丁字结构，由两端接口和上端灌注孔组成，所述接口与软管两端头密封连接，所述灌注孔与注浆管密封连接。

进一步地，所述支架形状为半封闭直墙半圆拱支架，所述接口灌注装置包括接口注浆端头和接口端头，所述接口注浆端头为丁字结构，由上端接口、下端封闭端头和侧端灌注孔组成，所述接口端头由上端接口和下端封闭端头组成，所述接口注浆端头的上端接口和所述接口端头的上端接口分别于软管端头密封连接，所述灌注孔与注浆管密封连接。

进一步地，所述密封连接方式为粘结连接、机械连接或混合连接。

进一步地，所述柔性软管具有可以不借助工具可以人为弯曲或折叠的管材，如金属丝软管、经纬网管或PVC管。

进一步地，所述柔性软管为直径100mm至500mm钢丝管。

进一步地，所述灌注浆液为混凝土浆液、有机浆液或混合浆液。

进一步地，所述灌注浆液为C30至C50混凝土。

还包括了实施柔性支架的施工方法，包括：

(1)根据设计或地下工程断面将所述柔性软管截取为若干相等长度的软管，并在截取软管的中部开设一定数目的小排气孔或在两段柔性软管之间连接有排气装置，并加工接口灌注装置；

(2)将所述软管折叠或弯曲后和接口灌注装置运送到地下工程指定位置；

(3)将接头灌注装置与柔性软管的端头密封连接，通过专用金属套或金属丝固定于锚杆或锚钉上,通过人为或简单工具协助下将柔性支架达到设计形状，注浆管与接头灌注装置的灌注孔密封连接；或者先将所述软管通过金属套或金属丝固定于锚杆或锚钉上，通过人为或简单工具协助下将所述软管成型，再将接头灌注装置与柔性软管的端头密封连接，注浆管与接头灌注装置的灌注孔密封连接；

(4)通过注浆机具，采用顶升灌注法灌注核心浆液，并及时封堵，保证充填效果；

(5)重复步骤(3)-(4)形成设计的柔性支架；

(6)核心浆液固化，达到一定强度，形成刚性支架，支护围岩。

本发明具有以下有益效果：

1.柔性软管线密度较轻，容易弯曲或者折叠，易于在地下空间中运输，到达指定位置后能够根据设计或地下工程断面通过人为或简单工具协助下形成相应的形状。

2.采用锚杆或者锚钉和金属丝或专用软管套将已组合的柔性支架固定在围岩壁上，达到设计形状，安装工艺简单，劳动强度低。

3.核心浆液凝固后，柔性支架变成刚度和强度较大的刚性支架，支护围岩。

附图说明

图1是柔性支架结构图

图2是封闭柔性支架接口注浆装置结构示意图

图3是半封闭柔性支架接口注浆装置结构示意图

图4是带排气孔的软管

图5是封闭柔性支架成型及灌注示意图

图6是半封闭柔性支架成型及两端灌注示意图

图7是半封闭柔性支架成型及一端灌注示意图

图8是接口排气装置示意图

图9是软管固定方式及两端固定

图10是软管固定方式及一端固定