[发明专利]一种基岩锚注抗渗支护结构及其施工方法

说明书

本发明提供一种基岩背板式锚注抗渗支护结构及其施工方法，该基岩背板式锚注抗渗支护结构包括：锚注防水背板，沿围岩全断面周边设置；粘结垫层，位于锚注防水背板与围岩之间；注浆锚杆部，沿锚注防水背板法向设置；其中，注浆锚杆部用于对基岩进行由里及外加固注浆；注浆锚杆部包括：锚杆部，具有注浆孔，用于钻进围岩进行锚固；注浆部，位于锚杆部内，且与锚杆部可伸缩连接，注浆部用于通过注浆孔向围岩注浆。本发明将克服壁后注浆的表面泄流问题与地下动水下浆液扩散不均稳的问题；克服工作面注浆围岩表面泄流和动水压力下的注浆难题；实现围岩岩体有效范围内的由里及外，内外反复加固注浆，提高了围岩抗渗和承载的双加固效果。

技术领域

本发明涉及矿井建设技术领域，特别是指一种基岩锚注抗渗支护结构及其施工方法。

背景技术

地下水始终是竖井、隧道等地下施工的一个难题，不仅影响到施工进度和质量，还会引起淹没、塌方等灾难性事故。注浆法是解决含水围岩100涌水的常用技术工法；但随着地下工程深度加大，注浆法解决复杂高水压问题的技术难度不断加大：一方面，当今社会发展对地下水资源的保护力度不断加大，控制地下水资源流失的要求越来越高；另一方面现有的支护工艺、注浆材料都难以适应深井筒水害治理和加固的技术要求，涌水量控制难以达到规定要求；第三，随着井筒深度加大，井筒水害问题严重影响到施工安全和井壁质量；为此，有必要提供一种基岩锚注抗渗支护结构。

目前锚杆和注浆技术是常见的两种地下工程加固方法，二者的结合也日趋紧密，这成为解决破碎含水基岩治水加固的发展趋势。

但是，随着当今矿井资源和隧道建设的加深，含水破碎基岩施工不断增多，有些工程尽管施工完成，但由于井帮或岩帮仍然涌水量大，影响到生产和运行；随着深度加大，地下水头加大，高水压导致衬砌井壁厚度设计加大，现有施工工艺和材料都难以满足设计要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基岩锚注抗渗支护结构，可以解决随着当今矿井资源和隧道建设的加深，含水破碎基岩施工不断增多，有些工程尽管施工完成，但由于井帮或岩帮仍然涌水量大，影响到生产和运行；随着深度加大，地下水头加大，高水压导致衬砌井壁厚度设计加大，现有施工工艺和材料都难以满足设计要求的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种基岩锚注抗渗支护结构，所述基岩锚注抗渗支护结构包括：

锚注防水背板，沿围岩全断面周边设置；

粘结垫层，位于所述锚注防水背板与所述围岩之间；

注浆锚杆部，沿所述锚注防水背板法向设置；

其中，所述注浆锚杆部用于对基岩进行由里及外加固注浆；

所述注浆锚杆部包括：锚杆部，具有注浆孔，用于钻进所述围岩进行锚固；注浆部，位于所述锚杆部内，且与所述锚杆部可伸缩连接，所述注浆部用于通过所述注浆孔向所述围岩注浆。

在一种可选的实施例中，所述锚注防水背板抗压强度是岩体的2-5倍，所述锚注防水背板抗压强度是基岩的2-5倍；

其中，所述锚注防水背板抗弯刚度D通过如下公式得到：

式中E为所述锚注防水背板的弹性模量，v为所述锚注防水背板泊松比，h所述锚注防水背板厚度；

其中，通过如下所示公式得到所述锚注防水背板厚度：

式中，λ为安全系数，所述安全系数为1.2～1.5倍的最大注浆压力，a、b为所述锚注防水背板的宽和长，k为系数，系数k根据所述锚注防水背板的宽和长之比a/b比值和所述锚注防水背板泊松比v确定，当a/b＝0.5～3，泊松比为0.25时，所述系数k＝4.4～0.56，E为所述锚注防水背板的弹性模量。