一种围岩初期支护用网模筑碹结构及施工方法

本发明涉及隧道围岩支护，更具体地说，涉及一种围岩初期支护用网模筑碹结构。此外，本发明还提供了一种用于上述围岩初期支护用网模筑碹结构的施工方法。

背景技术：

1、隧道围岩施工初期，主要采用锚杆、钢拱架和喷射混凝土进行加固支护，其中喷射混凝土是将裸露围岩和钢拱架等支护单元构筑为整体的关键工序。

2、但由于隧道掌子面爆破及其施工扰动的影响，喷射固结的混凝土仍然会受到振动等的影响发生回弹和掉落，根据实际工程实践的统计可知喷射混凝土的回弹量高达40-50%，即便通过添加纤维或速凝剂的方式降低喷射混凝土的回弹量，喷射混凝土的最低回弹量仍可达到25%，造成大量的喷射混凝土崩落和浪费，使得工程建设成本增加，并导致大量废弃混凝土的产生。

3、综上所述，如何进一步降低喷射混凝土的回弹量，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种围岩初期支护用网模筑碹结构，使用柔性的混凝土模袋作为混凝土模板，利用混凝土模袋和两侧的金属网对模袋混凝土进行约束，解决了喷射混凝土的崩落和回弹问题，降低了施工耗材和成本，且施工工艺简单、适应性强。

2、此外，本发明还提供了一种用于上述围岩初期支护用网模筑碹结构的施工方法。

3、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

4、一种围岩初期支护用网模筑碹结构，包括锚杆、金属网、混凝土模袋、钢拱架和回填混凝土，围岩和所述钢拱架之间阵列设有若干个混凝土模袋，所述混凝土模袋的内、外两侧均设有所述金属网，所述混凝土模袋和所述金属网被所述锚杆锚固于围岩上，相对远离围岩的所述金属网与所述钢拱架连接；

5、所述混凝土模袋相对远离围岩的一侧设有模袋注浆口，所述混凝土模袋内浇筑有模袋混凝土，在围岩超挖处、所述混凝土模袋和围岩之间填充有所述回填混凝土。

6、优选的，任意相邻两个所述混凝土模袋均连通，所述模袋注浆口沿隧道轴向方向均匀设置。

7、优选的，所述混凝土模袋在隧道轴向方向的两端均设有钢筋安装孔，所述混凝土模袋两端的所述钢筋安装孔一一对应设置，且所述混凝土模袋在两端的所述钢筋安装孔之间设有用于安装纵向钢筋的套筒。

8、优选的，所述套筒在所述混凝土模袋上沿隧道周向方向均匀分布，所述套筒和所述混凝土模袋为一体结构。

9、优选的，所述混凝土模袋的周向长度与隧道拱顶的圆弧长度相同，所述混凝土模袋的轴向长度为1.0-1.5m，所述混凝土模袋的厚度为25-30cm。

10、优选的，所述锚杆沿隧道轴向方向均匀设置，且相邻两个所述锚杆之间的轴向距离小于所述混凝土模袋的轴向长度。

11、优选的，任意相邻两个所述钢拱架之间的轴向距离均小于所述混凝土模袋的轴向长度，且所述钢拱架不设于相邻两个所述混凝土模袋的连接处。

12、一种施工方法，用于上述任一项所述的围岩初期支护用网模筑碹结构，包括：

13、按照网模筑碹结构的设计尺寸，并对隧道围岩进行施工放样；

14、铺设金属网和混凝土模袋，利用锚杆固定所述金属网和所述混凝土模袋；

15、安装钢拱架和纵向钢筋；

16、通过模袋注浆口向所述混凝土模袋内注浆，浇筑模袋混凝土；

17、按压调整所述混凝土模袋的表面形状；

18、待所述模袋混凝土透水不透浆凝固后，在围岩超挖处打孔浇筑回填混凝土。

19、优选的，所述铺设金属网和混凝土模袋，利用锚杆固定所述金属网和所述混凝土模袋，包括：

20、在围岩表面钻孔，并在钻孔内填充锚固剂；

21、在所述混凝土模袋的两侧设置所述金属网，将所述锚杆依次穿过所述金属网的金属网孔、所述混凝土模袋的锚杆安装孔和所述金属网的金属网孔后锚固于围岩上。

22、优选的，所述模袋混凝土的种类和所述回填混凝土的种类相同，二者均为frp混凝土。

23、本发明提供的围岩初期支护用网模筑碹结构，利用柔性的混凝土模袋作为混凝土模板，通过将混凝土注入混凝土模袋将其构筑为具有特定形状和强度的网模筑碹结构，相比于传统的喷射混凝土结构，不仅满足了支护强度需求，混凝土模袋和两侧的金属网均可对模袋混凝土起到明显的约束作用，还从根本上解决了喷射混凝土的崩落和回弹问题，降低了施工耗材和成本，且施工工艺简单、适应性强。

24、此外，本发明还提供了一种用于上述围岩初期支护用的网模筑碹结构的施工方法。

技术特征：

1.一种围岩初期支护用网模筑碹结构，其特征在于，包括锚杆（1）、金属网（2）、混凝土模袋（3）、钢拱架（6）和回填混凝土（7），围岩和所述钢拱架（6）之间阵列设有若干个混凝土模袋（3），所述混凝土模袋（3）的内、外两侧均设有所述金属网（2），所述混凝土模袋（3）和所述金属网（2）被所述锚杆（1）锚固于围岩上，相对远离围岩的所述金属网（2）与所述钢拱架（6）连接；

2.根据权利要求1所述的围岩初期支护用网模筑碹结构，其特征在于，任意相邻两个所述混凝土模袋（3）均连通，所述模袋注浆口（31）沿隧道轴向方向均匀设置。

3.根据权利要求1所述的围岩初期支护用网模筑碹结构，其特征在于，所述混凝土模袋（3）在隧道轴向方向的两端均设有钢筋安装孔，所述混凝土模袋（3）两端的所述钢筋安装孔一一对应设置，且所述混凝土模袋（3）在两端的所述钢筋安装孔之间设有用于安装纵向钢筋（5）的套筒。

4.根据权利要求3所述的围岩初期支护用网模筑碹结构，其特征在于，所述套筒在所述混凝土模袋（3）上沿隧道周向方向均匀分布，所述套筒和所述混凝土模袋（3）为一体结构。

5.根据权利要求1-4任一项所述的围岩初期支护用网模筑碹结构，其特征在于，所述混凝土模袋（3）的周向长度与隧道拱顶的圆弧长度相同，所述混凝土模袋（3）的轴向长度为1.0-1.5m，所述混凝土模袋（3）的厚度为25-30cm。

6.根据权利要求1-4任一项所述的围岩初期支护用网模筑碹结构，其特征在于，所述锚杆（1）沿隧道轴向方向均匀设置，且相邻两个所述锚杆（1）之间的轴向距离小于所述混凝土模袋（3）的轴向长度。

7.根据权利要求1-4任一项所述的围岩初期支护用网模筑碹结构，其特征在于，任意相邻两个所述钢拱架（6）之间的轴向距离均小于所述混凝土模袋（3）的轴向长度，且所述钢拱架（6）不设于相邻两个所述混凝土模袋（3）的连接处。

8.一种施工方法，用于权利要求1-7任一项所述的围岩初期支护用网模筑碹结构，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述铺设金属网（2）和混凝土模袋（3），利用锚杆（1）固定所述金属网（2）和所述混凝土模袋（3），包括：

10.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于，所述模袋混凝土（4）的种类和所述回填混凝土（7）的种类相同，二者均为frp混凝土。

技术总结本发明涉及隧道围岩支护技术领域，公开了一种围岩初期支护用网模筑碹结构及施工方法，围岩初期支护用网模筑碹结构包括锚杆、金属网、混凝土模袋、钢拱架和回填混凝土，锚杆和钢拱架之间阵列设有若干个混凝土模袋，混凝土模袋的内、外两侧均设有金属网，混凝土模袋和金属网被锚杆锚固于围岩上，相对远离围岩的金属网与钢拱架连接；混凝土模袋相对远离围岩的一侧设有模袋注浆口，混凝土模袋内浇筑有模袋混凝土，在围岩超挖处、混凝土模袋和围岩之间填充有回填混凝土。其使用混凝土模袋作为混凝土模板，利用混凝土模袋和金属网约束模袋混凝土，解决了喷射混凝土的崩落和回弹问题，降低了施工耗材和成本，且施工工艺简单、适应性强。技术研发人员：孙欢,孟子敏,李润泽,刘浩,李强,农成欢受保护的技术使用者：海南大学技术研发日：技术公布日：2024/10/10