[发明专利]一种大断面硐室管棚管网混凝土支护方法

权利要求书

1.一种大断面硐室管棚管网混凝土支护方法，其特征在于，主要包括如下步骤：

步骤一，管棚钻场与钻孔施工：根据大断面硐室尺寸与钻机型号参数，确定管棚钻场参数并进行施工，确定钻场断面上钻孔数目进行定位稳钻，在钻场断面轮廓线上每隔一定间距且与巷道轴线方向成一定夹角的位置上进行管棚钻孔施工，直到巷道全断面钻孔工作完成；

步骤二，管棚铺设与超前预注浆：管棚布置于开挖断面外1.0m处，大断面硐室轴向管棚由不同长度段钢管随机连接，相邻管棚接缝连接处错开，管棚安装完毕后，在钢管内及钻孔内注入强度等级为C20的素混凝土，形成超前管棚支护；

步骤三，巷道开挖及锚杆-锚索支护：依据设计巷道断面尺寸开挖巷道，采用高强度、高刚度与高预应力的锚杆与锚索对大断面硐室进行主动支护，帮部与拱部采用锚杆与锚索联合支护方式，挂金属网护表，完成锚杆-锚索基本支护；

步骤四，初喷与中空锚杆注浆强化：对锚杆-锚索支护巷道围岩进行混凝土初喷封闭围岩，初喷层厚度50mm，采用端锚式注浆锚杆对封闭围岩进行超前注浆，超前注浆锚杆与巷道掘进方向夹角为30°，注浆长度确保注浆胶结圈距顶板的垂高等于或大于管棚高度，完成围岩封闭与浅部注浆；

步骤五，管网混凝土支架设计与制作：采用厚壁钢管制作六节式环形支架，节与节之间设置法兰头采用锚栓进行紧固，环形支架上部与下部分别设置排气孔与进浆孔，将直径小于钢管内径的圆形钢筋网安置于环形支架内部，通过焊接固定圆形钢筋网圆心与厚壁钢管圆心同心，形成管网钢体支架；

步骤六，管网混凝土支架安设与注浆：按照设计管网钢体支架排距进行管网钢体支架安设，管网钢体支架间采用拉杆连接，搅拌注浆液对管网钢体支架下部进浆孔进行注浆，待管网钢体支架上部排气孔溢出混凝土浆液时，停止注浆，封闭进浆孔与排气孔，形成具有内混凝土层和外混凝土层的管网混凝土支架；

步骤七，巷道围岩复喷与拉底区充填：对巷道围岩进行混凝土喷射形成复喷层，采用矸石充填拉底区，完成大断面硐室一次掘进与支护的循环。

2.根据权利要求1所述的一种大断面硐室管棚管网混凝土支护方法，其特征在于，在步骤一中，管棚钻机选用MK-5Z地质钻机，配套直径为73mm的加强钻杆，采用中压大流量注浆泵钻机与高速立式搅拌机。

3.根据权利要求1所述的一种大断面硐室管棚管网混凝土支护方法，其特征在于，在步骤二中，大断面硐室帮部管棚外斜0.5°，拱部管棚上扬1～3°，开口处周向间距0.8m，管棚灌注素混凝土后养护时间大于28d。

4.根据权利要求1所述的一种大断面硐室管棚管网混凝土支护方法，其特征在于，在步骤三中，锚杆与锚索分别由左旋螺纹钢与七股钢绞线制作，锚索间排距是锚杆间排距两倍。

5.根据权利要求1所述的一种大断面硐室管棚管网混凝土支护方法，其特征在于，在步骤四中，注浆锚杆规格为RD25N，杆体型号R25/5-A，超前预注浆材料采用普通525^#硅酸盐水泥加水配制而成，注浆设备为QB-12型气动双液注浆泵，注浆锚杆孔五花布置。

6.根据权利要求1所述的一种大断面硐室管棚管网混凝土支护方法，其特征在于，在步骤五中，圆形钢筋网网眼规格为40mm×40mm正方形。

7.根据权利要求1所述的一种大断面硐室管棚管网混凝土支护方法，其特征在于，在步骤六中，封孔顺序为先封闭排气孔后封闭进浆孔。

8.根据权利要求1所述的一种大断面硐室管棚管网混凝土支护方法，其特征在于，在步骤七中，复喷层参数与初喷层参数一致，拉底区也可采用煤体充填。