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砌筑支护

/masonry support/
条目作者赵兴东

赵兴东

最后更新 2022-01-20
浏览 171
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用料石、混凝土或钢筋混凝土砌筑成连续整体式支架的支护形式。

英文名称
masonry support
所属学科
矿业工程

砌筑支护侧墙需要设置埋深不小于其厚度的基础。先依据巷道、井筒、硐室等设计断面形状尺寸加工制作模板,将按一定比例的水泥、砂、石子和水搅拌后,填充在架设的模板与围岩之间,采取先砌筑墙后砌筑拱的施工原则,边填塞边采用振捣棒振捣密实,养护、拆模后形成的维护围岩稳定的砌筑支护结构。混凝土砌筑施工顺序包括拆除临时支架、掘砌基础、架设模板、砌筑侧墙、砌拱、拆模清理。直墙拱式砌筑支护由拱、墙和基础三部分组成。①拱的作用为承受顶压并传给墙和基础。②墙的作用是支承和抵抗侧压及拱基处传递的压力,要求壁后必须充填密实,防止拱与墙开裂;侧压过大时,可用弯曲的墙。③基础的作用是把墙传来的载荷和自重均匀传给底板,当底板岩石坚硬时,基础必须加宽,如果底板有底鼓时,还可以砌底拱。

砌筑支护适用于巷道中承受受压载荷的岩体,且巷道地压稳定,顶板岩体比较完整,不受回采动压影响。但也有一定的承受水平载荷和弯曲的能力。砌筑支护与其他支护方式相比,优点主要是:①与木支架、金属支架相比,是连续的、整体的,对控制地压有一定的优越性。②对围岩表面具有封闭作用,防止围岩风化。③材料来源广泛,多数可以就地取材。④坚固耐久、制造方便、阻燃。缺点主要有:①不能立即产生支撑能力,需要一定的养护时间。②与架设支架相比,劳动强度大,综合效率低。③质量大、安装运输不方便,没有可缩性,不能立即承载,只能用于压力稳定的巷道,承载能力小。

砌筑支护按砌筑材料可分为料石拱砌筑、现浇混凝土支护、钢筋混凝土支护、纤维混凝土支护。常见的砌筑支护巷道断面形状有三心拱形、圆弧拱形、半圆拱形、带底拱的半圆拱形或圆形、椭圆形以及马蹄形等。最常用的是半圆拱形、圆弧拱形和三心拱形,必要时可以设底拱,或者使用圆形,这些形状的抗压性能都比较好,施工操作比较方便。

  料石厚度不小于150毫米,长度应适应设计规定的砌体厚度,抗压强度不低于30兆帕。除淋水大,岩层压力大以及有严重底鼓的地段外均可采用,是应用较多的一种拱形砌筑支架。但施工效率低,不易机械化,劳动强度大。混凝土砌块要求混凝土强度等级>C20(即混凝土标准立方体抗压强度>20兆帕)。砌块尺寸由结构要求而定,墙砌块常用长方形,拱部砌块为楔形。由于混凝土砌块消耗大量水泥,无特殊优越性,已很少采用。

混凝土强度等级不小于C20,支护厚度不小于300毫米。优点是整体性好,强度和耐久性高。缺点是耗用大量水泥和模板,且不能立刻承压。多用于少数压力大的破碎带和要求不渗漏水的材料库、机电硐室等工程(图1)。

图1 现浇混凝土支护图1 现浇混凝土支护

由混凝土和钢筋结合在一起制作的支架,钢筋具有较高的抗拉能力,而混凝土有较高的抗压能力。常用的钢筋混凝土支架有现浇整体式钢筋(或型钢)混凝土支架,装配式钢筋混凝土弧板支架(图2)和装配式普通钢筋混凝土、预应力钢筋混凝土支架。浇筑钢筋混凝土支护时,钢筋间距一般为200~300毫米,混凝土保护层厚度不宜小于40毫米;混凝土强度等级不小于C25,配双层钢筋时支护厚度不小于350毫米。

图2 混凝土弧板支护巷道图2 混凝土弧板支护巷道

在普通混凝土中掺入适量纤维(钢纤维、高分子聚酯纤维等)后进行砌筑施工的复合材料。纤维材料改善喷射混凝土的力学性能,具有高强度、高韧度、残余强度高等特点,在松软、破碎围岩条件下和特殊地下工程中应用广泛。

  • 邢福康.煤矿支护手册.北京:煤炭工业出版社,2009.

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