[发明专利]一种基于外侧钢拱架和内侧混凝土板的装配式支护结构及其施工方法

权利要求书

1.一种基于外侧钢拱架和内侧混凝土板的装配式支护结构，其特征在于，包括钢拱架和混凝土支护体，所述混凝土支护体为多片弧板装配结构，所述钢拱架设置在混凝土支护体的外侧；所述混凝土支护体和钢拱架通过锚杆固定在巷道/隧道的围岩上。

2.如权利要求1所述的支护结构，其特征在于，所述混凝土支护体为多片混凝土弧形板装配而成，混凝土弧形板上开设有预留锚杆孔和预留螺栓孔，多片混凝土弧形板环向通过螺栓连接固定。

3.如权利要求2所述的支护结构，其特征在于，所述混凝土弧形板外侧开设有凹槽，所述凹槽的形状与钢拱架内弧侧的外形相配。

4.如权利要求3所述的支护结构，其特征在于，所述钢拱架为多段，各段间通过接头连接固定。

5.如权利要求4所述的支护结构，其特征在于，所述混凝土弧形板包括插孔，所述插孔设置在混凝土弧形板沿厚度方向的两个侧面上，所述混凝土弧形板通过插孔和插筋与前后混凝土弧形板沿所述巷道/隧道轴向拼装。

6.如权利要求3所述的支护结构，其特征在于，所述混凝土弧形板为6块，厚度为350mm，宽度1200mm，内部嵌入钢筋形成钢筋混凝土结构。

7.如权利要求2所述的支护结构，其特征在于，所述钢拱架的一部分嵌入混凝土支护体内，钢拱架的外径大于混凝土支护体的外径；所述钢拱架的型钢横截面最大外径略小于所述混凝土支护体的外部凹槽宽度。

8.如权利要求2所述的支护结构，其特征在于，所述混凝土弧板包括横向配筋和环向配筋，横向配筋为多段，位于弧板内部，从一端面平均分布到另一端面，所述每段横向配筋由多根钢筋焊接组成，所述横向配筋的外形与混凝土弧板横截面的外形相匹配。

9.如权利要求2所述的支护结构，其特征在于，所述环向配筋为双层，位于弧板内部，分布在弧板的内外两侧面，所述环向配筋为四根钢筋焊接成的环形，其外形与弧板的侧面外形相匹配；所述横向配筋与所述环向配筋接触位置机械绑扎固定。

10.一种如权利要求1-9所述的支护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，巷道开挖成形，尽快喷一层薄层混凝土，布置临时支护；

第二步，架设钢拱架，支架各段采用接头套管连接，相邻支架采用拉杆连接，形成闭合支护体(以钢管混凝土支架为例)；

第三步，装配混凝土弧板，将底弧板安装至设计位置，其余弧板用机械臂完成对弧板的旋转和平移等工作，使钢拱架结构嵌入弧板外侧凹槽与弧板契合，并且将弧板侧面插筋植入插孔完成巷道轴向弧板之间连接，环向弧板之间通过曲形螺栓连接固定，形成封闭支护体结构。

第四步，弧板拼接完成后，通过弧板内侧预留的锚杆孔完成锚杆施工，使支护体固定于围岩表层，即使支护体破坏也不会从巷道顶部或侧面掉落。

第五步，每支护5～10m后，通过弧板上的后注浆孔向围岩与弧板间的孔隙注浆，完成单环支护结构。

重复以上步骤，完成所有支护安装。