一种与锚杆联合支护的土工格栅

本发明涉及一种巷（隧）道围岩支护装置，尤其是一种与锚杆联合支护的土工格栅。

目前，市场上用于巷（隧）道围岩支护的土工格栅大都是由格栅筋带经纵向横向拉伸成具有一定几何形状的网状结构，在进行巷（隧）道围岩支护时，通常是先钻孔，再将格栅铺设于围岩岩壁内侧，最后进行锚杆支护。但在进行锚杆格栅联合支护时，锚杆的锚固位置通常是将其固定在格栅网格内部中心位置或靠近格栅结点位置处，这样做虽然可以在一定程度上达到固定格栅，防止格栅筋带因受荷载向外滑移。但在受到较大围岩应力时很难保证格栅筋带与锚杆托盘的完整结合，特别是大围岩应力地质条件下，格栅筋带在未达到其极限抗拉强度和极限扰度之前就已经失去与锚杆的联合支护效应，进而导致锚网支护失败。

为了克服传统格栅不能有效地达到与锚杆的联合支护作用，本发明专利涉及一种土工格栅，该土工格栅不仅能够有效地支护巷（隧）道围岩，而且提供特定的锚杆孔位，为锚杆的布设及锚网支护提供有效地支护环境，防止格栅筋带在支护过程中发生与托盘脱离以及结点的滑移。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用由四条筋带组成的正方形格栅单元格，筋带宽度15mm～25mm，纵横向格栅筋带节点处采用注塑方式连接，注塑结点形状采用边长为25mm～30mm的聚乙烯注塑结点，结点厚度为5mm～8mm，纵横筋带与单元格内部四条筋带采用超声波焊接方式连接；在正方形筋带内有两条呈对角线交叉的格栅筋带，并且在两条筋带交叉点处设置一个圆孔，两条交叉格栅筋带宽度与四边形各边形状尺寸相同，为15mm～25mm，圆形孔内孔半径为3mm～5mm，外孔半径为4mm～6mm，圆形孔高度为8mm～10mm，圆形孔周围与四条交叉筋带采用超声波焊接方式连接。以上是一个格栅单元格内格栅筋带和圆形孔的布置方式，除此之外的其他单元格均按这种方式布置，且布置原则和所采取的连接方式均相同。

本发明在实际应用中，先在需要布置锚杆的位置钻孔，再将格栅平铺在需要进行支护的围岩壁上，最后将锚杆由格栅圆形孔位打入预先钻好的锚孔内，固定格栅，完成支护工作。

本发明的有益效果是，由正方形格栅筋带条及内部四条倾斜筋带构成本发明第一层支护环境，由于格栅网孔尺寸较大及筋带的韧性较强，在进行围岩稳定性支护特别是处于高围岩压力及破碎带较严重地质环境时，传统格栅虽然保证控制围岩失稳的抗拉强度，但很难保证在较大应力环境下，避免由于格栅筋带的柔性变形使格栅网格尺寸进一步加大造成的围岩破碎带处破碎岩石掉落现象。本发明内部四条筋带，一方面，缩小了格栅单元格的内部空间，在支护破碎带环境时可以有效的防止较大碎石的掉落；另一方面，四条筋带把格栅单元分为三角形形状，其较强的形状稳定性大大较少了格栅在挂网过程中的柔韧性，为防止格栅在施工过程中产生过量变形起到了一定的制约作用。

由格栅筋带及圆形锚杆孔位构成本发明的第二层支护环境，圆形孔内孔半径为3mm～5mm，而现阶段市场上锚杆直径大都在4mm左右，合适的孔径为锚杆施工提供了便利条件，而不会产生过大的孔隙。在本发明进行巷（隧）道围岩支护时，由筋带与锚杆构成的锚网支护体系，可以将围岩应力由初始的“二向应力状态”转变为由锚杆与格栅共同起支护作用的“三向应力状态”，在围岩受到较大应力时，承受较大应力的格栅可以把一部分应力转移给与之相连的锚杆上，一方面可以避免格栅因围岩应力过大而断裂，其次可以将应力又传到深部围岩，达到应力的有效释放。此外，格栅上圆形孔的布置是采用超声波焊接方式连接，具有很强的抗撕裂强度，即使在围岩应力很大的情况下，也可以保证圆形锚杆孔结点的强度及与锚杆作用的完整性，避免高应力条件下圆形孔被拉裂。

下面结合附图对本发明专利作进一步说明：

图1土工格栅整体网格平面图；

图2土工格栅单元格平面图；

图3土工格栅与锚杆联合作用效果图；

图4图2的Ⅰ-Ⅰ剖面图。

图中1为格栅注塑结点；2为格栅筋带；3为圆形锚杆孔位；4为圆形锚杆孔结点；5为锚杆，①、②、③、④、⑤分别为锚杆序号。

在图1中，格栅筋带（2）是通过格栅注塑结点（1）相连，构成本发明的第一层支护环境，一方面，缩小了格栅单元格的内部空间，在支护破碎带环境时可以有效的防止较大碎石的掉落；另一方面，四条筋带把格栅单元分为三角形形状，其较强的形状稳定性大大较少了格栅在挂网过程中的柔韧性，为防止格栅在施工过程中产生过量变形起到了一定的制约作用。此外，圆形锚杆孔超声波焊接结点（4）将格栅单元内的四条筋带连成一整体，构成本发明的第二层支护环境，在进行巷（隧）道围岩支护时，由筋带与锚杆构成的锚网支护体系，可以将围岩应力由初始的“二向应力状态”转变为由锚杆与格栅共同起支护作用的“三向应力状态”，在围岩受到较大应力时，承受较大应力的格栅可以把一部分应力转移给与之相连的锚杆上，一方面可以避免格栅因围岩应力过大而断裂，其次可以将应力又传到深部围岩，达到应力的有效释放。

在图3中，锚杆①、②、③、④、⑤是按照一定间距布置的锚杆，锚杆是通过本发明的圆形锚杆孔位（3）打入锚杆钻孔内，构成锚网支护体系。锚杆托盘在打入锚杆时正好卡在圆形锚杆孔结点（4）处，紧紧的压住格栅筋带，避免筋带因传统锚网支护中锚杆托盘不能有效地固定格栅筋带而造成的筋带脱落或结点滑移。