[发明专利]深部软岩巷道双壳耦合支护方法

摘要

一种深部软岩巷道双壳耦合支护方法，采用预应力短锚杆全长锚固加固巷道围岩，使巷道浅部围岩形成具有不小于1m厚度的岩壳，利用预留变形层的足够空间充分转化深部高应力能和膨胀变形能；最大限度发挥塑性区承载能力。在巷道变形过程中，对首先发生不连续变形或破坏的区域安装预应力锚索支护，通过巷道表面位移的监测分析，判定锚索支护的最佳时间。通过锚索支护作用使应力集中区向围岩深部转移，减小围岩应力集中对岩壳的破坏，最后架上三维网壳支架，喷射混凝土，使网壳与岩壳在强度、结构、刚度上完全耦合，实现一次成巷全封闭双壳耦合支护。实现了深部软岩巷道工程稳定性的有效控制，其方法简单、易行，安全经济，支护效果好。

主权项

1.一种深部软岩巷道双壳耦合支护方法，其特征在于，包括以下步骤：a．根据巷道围岩特性，通过力学分析、物理相似模拟试验及有限元数值模拟确定预留变形层（6）的厚度（H）：式中：H为预留变形层（6）的厚度，为围岩体的内聚力，为内摩擦角，为围岩松弛时间，为围岩滞后变形时间，为围岩瞬时变形模量，为长期剪切变形模量，为围岩泊松比，为巷道半径，为一次支护强度，为原岩应力；b．根据井下运输、通风、设备安装的要求确定巷道设计的毛断面尺寸，根据巷道设计的毛断面尺寸设计三维网壳支架（7）；c．根据预留变形层（6）的厚度（H）及巷道设计的毛断面尺寸确定巷道掘进预备空间断面尺寸；d．开挖巷道掘进预备空间，巷道掘进预备空间的断面尺寸大于巷道设计的毛断面尺寸，在巷道掘进预备空间断面与巷道设计毛断面之间形成预留变形层（6）；e．采用预应力短锚杆（4）对开挖出的巷道进行锚喷支护，使巷道浅部围岩形成一定厚度的岩壳（3），预应力短锚杆（4）全长锚固，其间排距为0.4m~0.6m；f．对锚喷支护的巷道进行围岩变形观测，待锚喷支护的巷道围岩变形量达到预留变形层（6）的厚度（H）的70%时，开始加打预应力锚索（2）对岩壳（3）进行加固，然后架设三维网壳支架（7）；g．待巷道围岩变形量达到预留变形层（6）的厚度（H）时，对架设的三维网壳支架（7）喷射混凝土，形成钢筋网壳衬砌结构，完成双壳耦合支护。