一种隧道岩爆防护液囊网 |
|||||||
| 申请号 | CN202410201590.8 | 申请日 | 2024-02-23 | 公开(公告)号 | CN117868958A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 上海济目科技有限公司; | 发明人 | 薛亚东; 张维; 张庆雨; 侯颖材; 赵岚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种隧道岩爆防护液囊网，属于隧道施工技术领域，包括液囊网本体，所述液囊网本体的最外层为 橡胶 保护囊，所述橡胶保护囊的内部布设有防护液囊骨架，所述防护液囊骨架由多段杆拼装而成；所述橡胶保护囊的前后两端设置有加粗储液罐，所述橡胶保护囊的内部填充有 流体 填充物。本发明采用上述结构的一种隧道岩爆防护液囊网，通过液囊结构内部填充 非 牛 顿流体 并布设塑料骨架，在受到岩爆时的冲击时，非牛顿流体可迅速 固化 ，从而增强装置的抗冲击能 力 ，防护能力强，可有效应对岩爆的突发性及破坏能力强的特点。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种隧道岩爆防护液囊网，其特征在于： |
||||||
| 说明书全文 | 一种隧道岩爆防护液囊网技术领域[0001] 本发明涉及隧道施工技术领域，尤其是涉及一种隧道岩爆防护液囊网。 背景技术[0002] 随着经济的高速发展,地下资源开发、地下基础建设正以前所未有的速度向深部发展。其中,随着隧道工程埋深的不断增加,将不可避免的穿越地层复杂的高地应力区，受到开挖扰动和高地应力作用,易发生局部或大范围的岩爆现象。目前,如何有效地减少岩爆的发生时所带来的损失是地下工程施工所面临的长期性难题。 [0003] 岩爆地质灾害具有突发性和极强的破坏性，并且其出现的时间、位置、强度等均难以预测。目前岩爆防治措施主要有：(1)改善围岩物理力学性能。在掌子面和洞壁上经常喷洒冷水，可在一定程度上降低表层围岩强度。在工作面喷水时，渗入岩石孔隙中的水能与岩石矿物中的一些离子发生化学作用，从而达到岩石软化、膨胀或溶蚀的效果，使得岩石强度有所降低。(2)改善围岩应力条件。隧道岩爆区段应尽量采用钻爆法施工，短进尺掘进，减小药量，控制光面爆破效果，以减少围岩表层的应力集中现象。(3)围岩加固处理。对于不同烈度的岩爆隧道，采用不同的加固处理措施。对于低岩爆隧道，设置挂网喷射混凝土初期支护，在洞壁上打设环向应力释放孔。对于中等岩爆隧道，在挂网喷射混凝土初期支护的基础上设置径向系统锚杆，进行岩爆超前预报。对于强烈以上烈度的岩爆隧道，多设置加深加密的系统锚杆并加垫板，设置格栅钢架支撑等。 [0004] 上述岩爆防治措施在一定程度能够降低岩爆发生的频率，但却无法彻底解决岩爆现象突发性、破坏性问题。岩爆一旦发生，极易造成人员伤亡、设备损坏、施工停滞等严重后果。因此需要一种安全防护措施，在岩爆发生时保证人员、设备安全，维持正常的施工建设。 [0005] 现有技术中，虽然存在一些对岩爆发生时保护人员、设备安全的防护装置和方法，例如，公开号为CN107165653B，名称为《一种地下工程岩爆地质灾害被动防治装备及其使用方法》的中国专利，该发明有效的解决了高强度岩爆发生时因地下工程支护系统吸能强度不足导致岩体中积聚的能量瞬间释放引起的安全事故，降低岩爆危害，但该发明系统复杂，不够经济且难以大范围应用；公开号为CN108661676B，名称为《利用钢绳柔性网进行隧道岩爆防护施工的方法》的中国专利中，挂网作业选用的防护网是一种防隧道岩爆柔性防护网，挂网作业时，根据岩爆等级，选择挂单层网或挂双层网，解决现有隧道施工时防护网的结构形式没能跟隧道的设计和施工过程很好的结合起来，防护性能差的问题，但挂网的选用需根据岩爆等级，而岩爆等级难以预测，导致应用时防护效果难以做到理论效果。 [0006] 现有的防护装置或方法大都很难有效的解决岩爆的突发性及破坏能力强的问题，部分装置成本高，设备复杂，制造困难；部分装置设备简易，但防护效果不理想。因此需要设计一套成本较低，设备简易且防护效果好的一种岩爆防护装置，可在隧道工程中普遍应用。 发明内容[0007] 本发明的目的是提供一种隧道岩爆防护液囊网，通过液囊结构内部填充非牛顿流体并布设塑料骨架，在受到岩爆时的冲击时，非牛顿流体可迅速固化，从而增强装置的抗冲击能力，防护能力强，可有效应对岩爆的突发性及破坏能力强的特点。 [0008] 为实现上述目的，本发明提供了一种隧道岩爆防护液囊网，包括液囊网本体，所述液囊网本体的最外层为橡胶保护囊，所述橡胶保护囊的内部布设有防护液囊骨架，所述防护液囊骨架由多段杆拼装而成；所述橡胶保护囊的前后两端设置有加粗储液罐，所述橡胶保护囊的内部填充有流体填充物。 [0009] 优选的，所述橡胶保护囊的材质为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，所述橡胶保护囊的表层采用横肋与纵肋交错排布连接，所述横肋与所述纵肋的交界处形成“井”字型低洼。 [0010] 优选的，所述保护液囊骨架的材质为聚醚醚酮塑料，所述保护囊骨架由横骨架和纵骨架拼装而成，所述横骨架与所述纵骨架通过骨架接头连接。 [0011] 优选的，所述橡胶保护囊上设置有注浆孔，所述注浆孔设置在所述橡胶保护囊的底部。 [0012] 优选的，所述橡胶保护囊上设置有多个可供锚杆穿过的锚杆孔，所述橡胶保护囊通过锚杆接头固定在锚杆末端。 [0013] 优选的，所述流体填充物储存于所述加粗储液管内。 [0014] 优选的，所述流体填充物为TBS液体防弹材料。 [0015] 因此，本发明采用上述结构的一种隧道岩爆防护液囊网，具有以下有益效果： [0016] (1)本发明设计为贴靠岩壁的网状结构，最外层为横纵肋交错的TUP橡胶保护囊，相比于传统的光面橡胶表面，吸附冲击能量的能力更强。 [0017] (2)液囊网本体内部填充TBS非牛顿流体材料，岩爆发生时能够形成坚韧的固体材料有效的抵抗岩爆碎石的近距离高速冲击，充分利用剪切增稠液体的物理性质，可以极大地减轻岩爆灾害的破坏效果。 [0018] (3)液囊网内部包含PEEK塑料骨架，可多段拼装，轻质且抗冲击效果好，为液囊提供骨骼支撑，同时也具备一定的防护能力。在防护液囊的三重防护下将岩爆的危害降到最低，安全性更高。 [0019] (4)本发明采用悬挂式，通过锚杆接头将橡胶保护囊固定在锚杆末端，防止岩爆发生时在冲击和自重的作用下整体脱落。 附图说明[0021] 图1为本发明一种隧道岩爆防护液囊网实施例的结构示意图； [0022] 图2为本发明一种隧道岩爆防护液囊网实施例的保护囊骨架结构示意图； [0023] 图3为本发明一种隧道岩爆防护液囊网实施例的锚栓连接爆炸图； [0024] 图4为本发明一种隧道岩爆防护液囊网实施例的锚栓连接示意图图； [0025] 图5为本发明一种隧道岩爆防护液囊网实施例的剖视图； [0026] 其中，1、橡胶保护囊；2、横肋；3、纵肋；4、注浆孔；5、锚杆孔；6、锚杆接头；7、防护液囊骨架；8、骨架接头。 具体实施方式[0027] 以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。 [0028] 除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。 [0029] 实施例 [0030] 如图1‑5所示，本发明提供了一种隧道岩爆防护液囊网，包括液囊网本体，液囊网本体的最外层为橡胶保护囊1，橡胶保护囊1的材质为热塑性聚氨酯弹性体橡胶，橡胶保护囊1的表层采用横肋2与纵肋3交错排布连接，横肋2与纵肋3的交界处形成“井”字型低洼。相比于传统的光面橡胶表面，能够吸收更多的岩爆冲击能，横纵肋交接处的“井”字形低洼处，能够收集弹射于橡胶表面的碎石，方便解除防护网时施工人员清理。 [0031] 橡胶保护囊1上设置有注浆孔4，注浆孔4设置在橡胶保护囊1的底部，施工人员可以通过注浆孔4充气，检查整体的密封情况。橡胶保护囊1上设置有多个可供锚杆穿过的锚杆孔5，橡胶保护囊1通过锚杆接头6固定在锚杆末端，锚杆接头6包括两个螺栓和一个垫片，从而使得液囊网整体悬挂在岩壁上，防止岩爆发生时在冲击和自重的作用下整体脱落。 [0032] 橡胶保护囊1的内部布设有防护液囊骨架7，防护液囊骨架7由多段杆拼装而成；保护液囊骨架7的材质为聚醚醚酮塑料，保护囊骨架7由横骨架和纵骨架拼装而成，横骨架与纵骨架通过骨架接头8连接，轻质且抗冲击效果好，为液囊提供骨骼支撑，防止内部流体在重力的作用下下垂塌缩，同时也具备一定的防护能力。 [0033] 橡胶保护囊的1前后两端设置有加粗储液罐(图未示)，用于储存更多的流体填充物，同时起到加固的效果，防止液囊被碎石从前后端脆弱处破坏。橡胶保护囊1的内部填充有流体填充物，流体填充物为TBS液体防弹材料，该材料属于非牛顿流体，岩爆发生时能够形成坚韧的固体材料有效的抵抗岩爆碎石的近距离高速冲击，为液囊网最主要的防护手段。 [0034] 该装置在使用时，首先将各段PEEK塑料杆根据隧道断面类型尺寸拼装成防护液囊骨架7，将防护液囊骨架7套入橡胶保护囊1内部。将橡胶保护囊1悬挂于锚杆末端并通过螺栓接头6拧紧加固。施工人员通过注浆孔4充气，检查密封情况。确认无漏气，密封良好的情况下通过注浆孔4注入TBS液体防弹材料，当压力计测试达到指定的液体压强后停止注浆并封闭注浆孔4。岩爆现象发生时，岩爆部位将在冲击的作用下瞬间形成局部的坚韧的固体抵御碎石的冲击，保证液囊网下方作业人员的安全。岩爆冲击结束后，小段时间之后，TBS液体防弹材料由固相将重新转化成液相，回到初始状态。作业完成后，施工人员从液囊网角部开始，依次解除锚杆连接，清除碎石，通过注浆孔4回收TBS非牛顿流体。最后，拆除橡胶保护囊1和防护液囊骨架7，完成安全作业。 [0035] 因此，本发明采用上述结构的一种隧道岩爆防护液囊网，通过液囊结构内部填充非牛顿流体并布设塑料骨架，在受到岩爆时的冲击时，非牛顿流体可迅速固化，从而增强装置的抗冲击能力，防护能力强，可有效应对岩爆的突发性及破坏能力强的特点。 [0036] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈