[发明专利]一种高应力巷道组合圈体梁支护结构及其施工方法

权利要求书

1.一种高应力巷道组合圈体梁支护结构，其特征在于，包括巷道(1)和支护圈体(12)，巷道(1)的四周构建有均质同性的支护圈体(12)，支护圈体(12)包括注浆锚杆(3)、抗拔锚杆(6)、U型钢支架(7)、钢丝绳网(9)以及混凝土喷浆层(10)；

巷道(1)内表面上通过喷浆形成第一层混凝土喷浆层(10)，混凝土喷浆层(10)上打有辐射状均置的注浆锚杆(3)，注浆锚杆(3)包括长注浆锚杆(4)和短注浆锚杆(5)，注浆锚杆(3)包括注浆管(16)、挤压套(17)、空心螺杆(18)、单向止浆塞(19)、夹片(20)、锚盘(21)和螺母(22)，注浆管(16)的管尾一体式连接空心螺杆(18)，注浆管(16)上安装有单向止浆塞(19)，空心螺杆(18)上设置挤压套(17)，挤压套(17)与空心螺杆(18)之间设有至少两片夹片(20)，空心螺杆(18)尾部设有锚盘(21)，空心螺杆(18)尾端连接螺母(22)；

短注浆锚杆(5)注入硅酸盐水泥-水玻璃材料后，在巷道(1)的浅部松散破坏区围岩(8)形成内部注浆的加固防水圈，加固防水圈凝固后形成第二支护圈层；

长注浆锚杆(4)注入高压混凝土浆液后，在巷道(1)的深部不完全破坏区围岩(8)形成外部注浆加固圈，外部注浆加固圈凝固后形成第三支护圈层；

巷道(1)内在第一层混凝土喷浆层(10)内表面打设有辐射状均置的抗拔锚杆(6)，抗拔锚杆(6)打设在长注浆锚杆(4)和短注浆锚杆(5)之间的围岩(8)内，多根注浆锚杆(3)和多根抗拔锚杆(6)呈辐射状并交替相间分布于巷道(1)四周的围岩(8)中，注浆锚杆(3)与抗拔锚杆(6)均按梅花形排列，且注浆锚杆(3)与抗拔锚杆(6)间隔布置；抗拔锚杆(6)为直径22mm、长3m的钢绞体(15)，抗拔锚杆(6)垂直于巷道(1)表面设置，钢绞体(15)的杆头部分采用抗拔头(14)的锚固方式，抗拔头(14)是设置在钢绞体(15)头部可变形的空心结构，抗拔头(14)内部装有用于锚固的锚固剂(13)，表面设有沟槽，钢绞体(15)采用带左旋螺旋肋的钢丝、左旋捻制的钢绞线加工；所述抗拔锚杆(6)连接有锚杆压盘(11)，锚杆压盘(11)下压有钢丝绳网(9)，并通过高密度贴岩面的多层次强韧混凝土喷浆层(10)结构喷浆均匀胶结，形成第四支护圈层；

U型钢支架(7)设置在第四支护圈层表面，U型钢支架(7)形成第五层支护圈层，多支护圈层共同构成支护体系的支护圈体(12)结构，形成对巷道(1)的内部承载支护结构。

2.根据权利要求1所述的高应力巷道组合圈体梁支护结构，其特征在于，所述巷道(1)由上部的半圆形部分和半圆形部分下部两边连为一体的矩形侧壁组成。

3.根据权利要求1所述的高应力巷道组合圈体梁支护结构，其特征在于，所述钢丝绳网(9)为以钢丝绳主绳为筋骨制作而成，钢丝绳网(9)相对均匀的设置在抗拔锚杆(6)的锚杆压盘(11)下，施以注浆后均匀胶结。

4.根据权利要求1所述的高应力巷道组合圈体梁支护结构，其特征在于，所述巷道(1)两侧底部浇筑有混凝土基础(2)，一侧的混凝土基础(2)上开设有水沟(23)，巷道(1)底部开挖有卸压槽(24)，卸压槽(24)尺寸均为400mm×400mm。

5.根据权利要求1所述的高应力巷道组合圈体梁支护结构，其特征在于，所述混凝土喷浆层(10)喷浆时采用薄浆层，厚度为30～40mm，混凝土喷浆层(10)为C20喷射混凝土，注浆锚杆(3)的长注浆锚杆(4)和短注浆锚杆(5)的直径均为22mm，间距为600mm，长注浆锚杆(4)和短注浆锚杆(5)的长度分别为2600mm、2000mm。

6.一种基于权利要求4所述的高应力巷道组合圈体梁支护结构的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）掘巷后，进行初喷作业封闭围岩，形成第一层混凝土喷浆层(10)；

2）待第一层混凝土喷浆层(10)稳定后，根据巷道(1)的地质含水条件，按梅花形排列方式进行打设注浆锚杆(3)，其中，短注浆锚杆(5)注入硅酸盐水泥-水玻璃材料后，在巷道(1)的浅部松散破坏区围岩(8)形成内部注浆的加固防水圈，形成第二支护圈层；

3）对长注浆锚杆(4)进行注浆作业，注入高压混凝土浆液后，在巷道(1)的深部不完全破坏区围岩(8)形成外部注浆加固圈，外部注浆加固圈凝固后形成第三支护圈层；

4）巷道(1)内在第一层混凝土喷浆层(10)内表面打设有辐射状均置的抗拔锚杆(6)，同时锚杆压盘(11)施作钢丝绳网(9)，进行第二次喷射混凝土，巷道(1)第二次喷浆和抗拔锚杆(6)加钢丝绳网(9)形成第四支护圈层；

5）在巷道(1)内架设U型钢支架(7)，U型钢支架(7)形成第五层支护圈层，多支护圈层共同构成支护体系内部承载的支护圈体(12)结构；

6）待支护圈体(12)稳定后，在巷道(1)底部两侧浇筑混凝土基础(2)，并在一侧混凝土基础(2)上开挖水沟(23)，并在巷道（1）底部开挖泄压槽(24)，对巷道(1)进行支护。