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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201420639269.X(22)申请日 2014.10.30E21D 11/00(2006.01)E21D 20/00(2006.01)E21D 11/10(2006.01)(73)专利权人 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司地址 610072 四川省成都市青羊区浣花北路一号(72)发明人 张旻 游湘 刘平禄 周钟(74)专利代理机构 成都虹桥专利事务所 ( 普通合伙 ) 51124代理人 林天福(54) 实用新型名称用于地下洞室不稳定岩体的支护结构(57) 摘要本实用新型公开了一种支护结构，尤其是公开了一种用于地下洞室不稳定岩体。
2、的支护结构，属于水工建筑物设计制造技术领域。提供一种能改善锚杆的锚固性能，加强应力传递，减少锚杆受力不均匀和应力集中现象的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构。所述支护结构包括系统锚杆和喷射混凝土，所述的喷射混凝土呈一体结构的覆固在所述地下洞室的顶壁和侧壁上，所述的系统锚杆通过自身的一端垂直于所述地下洞室壁面的插接在构成所述地下洞室的岩体中，所述系统锚杆的另一端位于所述的喷射混凝土中，所述的支护结构还包括稳固加强系统，所述的稳固加强系统固接在位于所述喷射混凝土中的那一段所述系统锚杆的端部。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书3页 附图。
3、3页(10)授权公告号 CN 204186395 U(45)授权公告日 2015.03.04CN 204186395 U1/1 页21.一种用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，包括系统锚杆(1)和喷射混凝土(2)，所述的喷射混凝土 (2) 呈一体结构的覆固在所述地下洞室 (3) 的顶壁和侧壁上，所述的系统锚杆 (1) 通过自身的一端，垂直于所述地下洞室 (3) 壁面的插接在构成所述地下洞室 (3)的岩体 (4) 中，所述系统锚杆 (1) 的另一端位于所述的喷射混凝土 (2) 中，其特征在于 ：所述的支护结构还包括稳固加强系统 (5)，所述的稳固加强系统 (5) 固接在位于所述喷射混凝土 (2) 。
4、中的那一段所述系统锚杆 (1) 的端部。2.根据权利要求 1 所述的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，其特征在于 ：所述的系统锚杆 (1) 由多根锚杆单体 (6) 构成，所述的稳固加强系统 (5) 包括数量与所述的锚杆单体 (6) 数量相当的多件稳固加强钢板 (7) ；一件所述的稳固加强钢板 (7) 对应的固接在一根所述锚杆单体 (6) 位于所述喷射混凝土 (2) 中的那一段的端部。3.根据权利要求 1 或 2 所述的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，其特征在于 ：所述的支护结构还包括多组岩体断层稳固加强锚杆组 (8)，每一组所述的岩体断层稳固加强锚杆组 (8) 由至少两根相互交叉的锚杆单体 。
5、(6) 构成 ；交叉的构成所述岩体断层稳固加强锚杆组(8)的各根所述的锚杆单体(6)，穿过构成所述地下洞室(3)的岩体(4)中的断层影响带 (9) 后，插接在所述断层影响带 (9) 两侧的岩体 (4) 中。4.根据权利要求 3 所述的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，其特征在于 ：同一组所述的岩体断层稳固加强锚杆组(8)的各根所述的锚杆单体(6)，在所述断层影响带(9)横截面内的投影相互交叉。5.根据权利要求 4 所述的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，其特征在于 ：穿过所述断层影响带 (9) 的每一根锚杆单体 (6) 的靠近所述地下洞室 (3) 壁面一端的端部，距该岩体断层影响带 (9) 对。
6、应边缘的距离不小于 150 。6.根据权利要求 5 所述的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，其特征在于 ：在所述断层影响带 (9) 的横截面内，投影相互交叉的各根所述的锚杆单体 (6) 与所述断层影响带(9) 的夹角在 125 150之间。7.根据权利要求 1 所述的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，其特征在于 ：所述的支护结构还包括钢筋挂网 (10)，所述的钢筋挂网 (10) 位于所述的喷射混凝土 (2) 中，并沿该喷射混凝土 (2) 的平面延伸。8.根据权利要求 7 所述的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，其特征在于 ：构成所述钢筋挂网 (10) 的钢筋的直径不小于 16 。权 利 要 求。
7、 书CN 204186395 U1/3 页3用于地下洞室不稳定岩体的支护结构技术领域0001 本实用新型涉及一种支护结构，尤其是涉及一种用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，属于水工建筑物设计制造技术领域。背景技术0002 随着国家对水电清洁能源的需求，修建大量的高坝，相应也修建了用于引水、泄洪的高水头、高流速、大开挖断面的隧洞。隧洞在开挖过程中，大断面开挖形成巨大的临空面，同时考虑到断层、裂隙、层间挤压带发育、不利结构面组合、围岩自身类别低、类围岩、岩体破碎、高地应力影响等，易造成隧洞在永久混凝土衬砌完成之前，发生脱落掉块、片帮，甚至局部垮塌。为解决这些问题，需在隧洞一期支护过程中采用挂钢筋网，。
8、系统锚杆、喷混凝土等系统喷锚支护措施，以保证隧洞在施工期的稳定与安全。0003 系统挂钢筋网喷锚支护是应用“新奥法”岩体力学理论，以维护和利用围岩的自承能力为基点，采用系统锚杆和喷射混凝土、挂钢筋网为主要支护手段，及时的进行支护，控制围岩的变形和松弛，使围岩成为支护体系的组成部分，防止因岩体破碎、高地应力、不利结构面组合等影响，造成脱落掉块、片帮、局部垮塌，影响施工期围岩稳定、安全。0004 系统挂钢筋网喷锚支护，根据开挖隧洞围岩的具体类别，同时结合现场地应力及不利结构面组合确定。传统的系统挂钢筋网喷锚支护一般为锚杆 25/L 4.5m ；28/L 6m，交替、交错布置，间、排距 1.5m，挂。
9、 6.515cm15cm 钢筋网，喷 C25 混凝土 10cm 或者锚杆 28/L 6.0m ；32/L 9.0m，交替、交错布置，间、排距 1.5m，挂 815cm15cm钢筋网，喷 C25 混凝土 15cm。0005 传统的锚杆穿过软弱、松动、不稳定的岩土体，锚固在深尽稳定的岩体上，提供足够的拉力，克服滑落岩体的自重和下滑力，防止洞壁滑移、塌落，提高围岩的稳定性，但是锚杆面对岩体破碎、高地应力产生的局部脱落掉块、片帮、垮塌的情况，在支护时仍存在受力不均匀和应力集中的现象。0006 在挂钢筋网与喷混凝土配合下，其抗拉、抗剪性能较强，又具有网格的柔性，主要起表面受力作用，减少隧洞围岩在支护过程。
10、中的脱落掉块、片帮等现象，保证施工期人员的安全。但是，钢筋网由于使用的编织钢筋型号较小，一般为 6.5 或 8 钢筋，在地应力较大，掉块、片帮特别强烈的围岩中，钢筋网容易产生破坏。同时，尽管系统锚杆针对隧洞整体的支护作用较强，但是面对局部断层、层间挤压带等特殊地质结构的针对性相对较弱。实用新型内容0007 本实用新型所要解决的技术问题是 ：提供一种能改善锚杆的锚固性能，加强应力传递，减少锚杆受力不均匀和应力集中现象的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构。0008 为解决上述技术问题所采用的技术方案是 ：一种用于地下洞室不稳定岩体的支护结构，包括系统锚杆和喷射混凝土，所述的喷射混凝土呈一体结构的覆固。
11、在所述地下洞室的顶壁和侧壁上，所述的系统锚杆通过自身的一端垂直于所述地下洞室壁面的插接在构成说 明 书CN 204186395 U2/3 页4所述地下洞室的岩体中，所述系统锚杆的另一端位于所述的喷射混凝土中，所述的支护结构还包括稳固加强系统，所述的稳固加强系统固接在位于所述喷射混凝土中的那一段所述系统锚杆的端部。0009 进一步的是，所述的系统锚杆由多根锚杆单体构成，所述的稳固加强系统包括数量与所述的锚杆单体数量相当的多件稳固加强钢板 ；一件所述的稳固加强钢板对应的固接在一根所述锚杆单体位于所述喷射混凝土中的那一段的端部。0010 本实用新型的有益效果是 ：通过在所述系统锚杆的每一根锚杆单体的。
12、位于所述喷射混凝土中的那一段的端部，固定连接一件稳固加强钢板，构成所述的稳固加强系统。这样，便可以通过所述的稳固加钢板来传递所述单根锚杆单体上的应力，从而有效的改善了锚杆单体的锚固性能，减少了锚杆单体受力不均匀和应力集中的状况。0011 进一步的是，所述的支护结构还包括多组岩体断层稳固加强锚杆组，每一组所述的岩体断层稳固加强锚杆组由至少两根相互交叉的锚杆单体构成 ；交叉的构成所述岩体断层稳固加强锚杆组的各根所述的锚杆单体，穿过构成所述地下洞室的岩体中的断层影响带后，插接在所述断层影响带两侧的岩体中。0012 进一步的是，同一组所述的岩体断层稳固加强锚杆组中的各根所述的锚杆单体，在所述断层影响带。
13、横截面内的投影相互交叉。0013 上述方案的优选方式是，穿过所述断层影响带的每一根锚杆单体的靠近所述地下洞室壁面一端的端部，距该岩体断层影响带对应边缘的距离不小于 150 。0014 进一步的是，在所述断层影响带的横截面内，投影相互交叉的各根所述的锚杆单体与所述断层影响带的夹角在 125 150之间。0015 进一步的是，所述的支护结构还包括钢筋挂网，所述的钢筋挂网位于所述的喷射混凝土中，并沿该喷射混凝土的平面延伸。0016 进一步的是，构成所述钢筋挂网的钢筋的直径不小于 16 。附图说明0017 图 1 为本实用新型用于地下洞室不稳定岩体的支护结构的剖面示意图 ；0018 图 2 为本实用新。
14、型涉及到的交叉锚杆穿过断层影响带的意示图 ；0019 图 3 为本实用新型涉及到的交叉锚杆穿过断层影响带的另一种意示图。0020 图中标记为 ：系统锚杆 1、喷射混凝土 2、地下洞室 3、岩体 4、稳固加强系统 5、锚杆单体 6、稳固加强钢板 7、岩体断层稳固加强锚杆组 8、断层影响带 9、钢筋挂网 10。具体实施方式0021 如图 1、图 2 以图 3 所示是本实用新型提供的一种能改善锚杆的锚固性能，加强应力传递，减少锚杆受力不均匀和应力集中现象的用于地下洞室不稳定岩体的支护结构。所述的支护结构包括系统锚杆 1 和喷射混凝土 2，所述的喷射混凝土 2 呈一体结构的覆固在所述地下洞室 3 的顶。
15、壁和侧壁上，所述的系统锚杆 1 通过自身的一端垂直于所述地下洞室3 壁面的插接在构成所述地下洞室 3 的岩体 4 中，所述系统锚杆 1 的另一端位于所述的喷射混凝土 2 中，所述的支护结构还包括稳固加强系统 5，所述的稳固加强系统 5 固接在位于所述喷射混凝土 2 中的那一段所述系统锚杆 1 的端部。而为了简化所述的稳固加强系统 5说 明 书CN 204186395 U3/3 页5的结构，以降低生产成本、方便所述稳固加强系统 5 的施工，所述的系统锚杆 1 由多根锚杆单体 6 构成，所述的稳固加强系统 5 包括数量与所述的锚杆单体 6 数量相当的多件稳固加强钢板 7 ；一件所述的稳固加强钢板 。
16、7 对应的固接在一根所述锚杆单体 6 的位于所述喷射混凝土 2 中的那一段的端部。上述通过在所述系统锚杆 1 的每一根锚杆单体 6 的位于所述喷射混凝土 2 中的那一段的端部，固定连接一件稳固加强钢板 7，构成所述的稳固加强系统5。这样，便可以通过所述的稳固加钢板 7 来传递所述单根锚杆单体 6 上的应力，从而有效的改善了锚杆单体 6 的锚固性能，减少了锚杆单体 6 受力不均匀和应力集中的状况。0022 为了解决上述实施方式中没有能够解决的，现有技术中存在的断层影响带 9 造成的地质不稳、层间挤压带发育、不利结构面组合以及围岩自身类别低、类围岩、岩体破碎、高地应力影响等技术问题，本申请所述的支。
17、护结构还包括多组岩体断层稳固加强锚杆组 8，每一组所述的岩体断层稳固加强锚杆组 8 由至少两根相互交叉的锚杆单体 6 构成 ；并且使交叉的构成所述岩体断层稳固加强锚杆组 8 的各根所述的锚杆单体 6，穿过构成所述地下洞室 3 的岩体 4 中的断层影响带 9 后，插接在所述断层影响带 9 两侧的岩体 4 中。此时，所述的相互交叉可以是各根所述的锚杆单体 6，在所述断层影响带 9 横截面内的投影相互交叉，而相互之间并不接触 ；也可以是每一组中的各根锚杆单体 6 基于相交点的紧贴交叉，相互之间的紧密接触。同时，优选的结构为穿过构成所述地下洞室 3 的岩体 4 中的断层影响带 9 后，插接在所述断层影。
18、响带 9 两侧的岩体 4 中的，同一组所述的岩体断层稳固加强锚杆组 8 中的各根所述的锚杆单体 6，在所述断层影响带 9 横截面内的投影相互交叉。0023 进一步的，根据现场断层影响带 9 的结构特点，为了提高所述岩体断层稳固加强锚杆组 8 的稳固加强效果，穿过所述断层影响带 9 的每一根锚杆单体 6 的靠近所述地下洞室3壁面一端的端部，距该岩体断层影响带9对应边缘的距离不小于150 ；在所述断层影响带 9 的横截面内，投影相互交叉的各根所述的锚杆单体 6 与所述断层影响带 9 的夹角在125 150之间。同时，也可以将由两根所述的锚杆单体 6 组成的岩体断层稳固加强锚杆组 8 变成由四根所述。
19、的锚杆单体 6 组成的岩体断层稳固加强锚杆组 8，如图 3 所示，并且相应参数按上述两根锚杆单体 6 组成的岩体断层稳固加强锚杆组 8 的参数布置。0024 再结合现有技术中的支护结构也包括钢筋挂网 10，所述的钢筋挂网 10 位于所述的喷射混凝土 2 中，并沿该喷射混凝土 2 的平面延伸的特点，为了提高所述钢筋挂网的强度，将构成所述钢筋挂网 10 的钢筋的直径取为不小于 16 。说 明 书CN 204186395 U1/3 页6图1说 明 书 附 图CN 204186395 U2/3 页7图2说 明 书 附 图CN 204186395 U3/3 页8图3说 明 书 附 图CN 204186395 U。