U型鋼支架的加固方法

煤炭是我國最主要的消費能源，在今后很長一段時間內都必須維持煤炭快速的開采。近年來，隨著淺部煤礦資源日漸枯竭，煤炭的開采深度日趨增大。但是，隨著開采深度的增加，各種問題日益凸顯，其中巷道的有效支護是一個最主要的難題。就目前的巷道支護方法來看，主要有錨網支護、錨噴支護、錨網噴支護、錨索支護、錨網索支護、U型鋼支架支護、U型鋼支架與錨網索聯合支護等。在這些支護中，U型鋼支架是一種較為有效的支護方式。

隨著煤礦巷道埋深的增大，地質條件日趨復雜，U型鋼支架承受圍巖壓力增大，支護強度不足，經常出現破壞。一旦U型鋼支護強度不夠，現常采用的方法是對U型鋼進行替換。然而由于井下巷道空間狹小，造成U型鋼支架替換施工相當困難。另外，替換構件常采用支護強度更大的U型鋼支架或鋼管混凝土支架，原U型鋼支架舍棄不用，造成了材料的浪費，使得支護成本大幅度的提高。

為了解決上述技術難題，提出一種“U型鋼支架”的原位加固方法。

待加固U型鋼支架保持不動，在待加固U型鋼支架兩側對稱鑲嵌兩個“[”形加固裝置，從“[”形加固裝置的螺栓孔向“[”形加固裝置與待加固U型鋼支架間形成的孔隙注入混凝土，采用螺栓和“凵”形固定裝置將兩個“[”形加固裝置固定為一整體。所述的兩個“[”形加固裝置沿待加固U型鋼支架截面高度方向對稱鑲嵌于其兩側，形成一個密閉的矩形，矩形內部尺寸正好置放待加固的U型鋼支架。沿待加固U型鋼支架環向方向，兩個“[”形加固裝置全長布置。所述的兩個“[”形加固裝置側面1/4～1/3高度、沿待加固U型鋼支架環向方向間隔0.5m-2m處鉆有螺栓孔，螺栓孔直徑為10mm～40mm。所述的“凵”形固定裝置的開口尺寸與兩個“[”形加固裝置所形成矩形寬度方向的外部尺寸一致，“凵”形固定裝置的高度為“[”形加固裝置高度的1/3～1/2，“凵”形固定裝置沿待加固U型鋼支架環向方向的長度為5cm～20cm。所述的“凵”形固定裝置的數量與“[”形加固裝置側面的螺栓孔數量一致，“凵”形固定裝置開口兩側沿待支架U型鋼支架環向方向，即“凵”形固定裝置長度方向的中部位置鉆有螺栓孔，螺栓孔直徑、鉆設高度與“[”形加固裝置側面預留螺栓孔一致。所述的“[”形加固裝置和“凵”形固定裝置的材質可為鋼、鐵和合金材料，厚度為2cm～5cm。所述的向“[”形加固裝置與待加固U型鋼支架間形成的孔隙注入混凝土可有效提高構件的整體剛度和強度。所述的兩個“[”形加固裝置所形成矩形的內部尺寸正好放置待加固U型鋼支架、“凵”形固定裝置的開口尺寸與兩個“[”形加固裝置所形成矩形的外部寬度尺寸一致，是為了使三個裝置裝配的更加緊湊，從而使得裝配以后的結構具有更好的支護性能。所述的“凵”形固定裝置與“[”形加固裝置的螺栓孔開口位置保持一致，是為了使得兩個裝置裝配以后，螺栓能夠進行無差錯的緊固。所述的“[”形加固裝置的螺栓口同時還是充填混凝土的注漿口，實現了一口兩用，節省了經濟成本。

“U型鋼支架”原位加固方法是待加固U型鋼支架保持不動，將兩個“[”形加固裝置對稱鑲嵌于待加固U型鋼支架兩側，并向“[”形加固裝置與待加固U型鋼支架間所形成的空隙注入混凝土，然后通過“凵”形固定裝置固定形成共同支護體，這使得待加固U型鋼支架的支護性能得到了極大的改善。除此之外，本發明所述的“U型鋼支護”原位加固方法不需要拆卸待加固U型鋼支架，待加固U型鋼支架材料得到了充分利用，在很大程度上節省了經濟成本。綜上所述，本發明具有施工便捷快速，安全可靠，支護性能好，經濟成本低等優點。