Способ возведения монолитной бетонной оболочки и опалубка для его осуществления

 

1. Способ возведения монолитной бетонной оболочки, включающий последовательный монтаж на почве выработки пневмонадувного каркаса и щита, наполнение пневмонадувного каркаса сжатым воздухом и заполнение защитного пространства бетонной смесью, отличающийся тем, что, с целью сокращения сроков возведения монолитной бетоиной оболочки и снижения jjacхода бетонной смеси, перед нагнетанием воздуха в пневматический каркас используют полимерный щит, нагревают его до приобретения им эластичных свойств и укладывают на него сверху контурозадающую пневмооболочку , наполняемую сжатым воздухом вслед за пневматическим каркасом, после установки полимерного щита производят его охлаждение до температуры, при которой он становится жестким, выпускают воздух и извлекают контурозадающую пневмооболочс 9 ку и пневматический каркас, затем после затвердевания бетонной смеси в защитном (Л пространстве производят повторный нагрев полимерного щита и отрыв его от бетоиной оболочки. оо о ас

„„5U„„1078081

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Зао E 21 D 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н Л8ТОРСИОМУ свиДеткЛьСтВМ (21) 3478755/22-03 (22) 28.05.82 . (46) 07.03.84. Вюл. № 9 (72) А. 1О. Семений, Г. Г. Артамошина н H. В. Соколов (71) Норильский ордена Ленина н ордена

Трудового Красного Знамени горно-металлургический комбинат нм. А. П. Завенягина (53) 624.191.6 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 787663, кл. Е 21 D 11/10, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР № 397625, кл. Е 04 б 1!/04, 1973 (прототип) . (5Ф) СПОСОБ ВОЗВЕДЕНИЯ МОНОЛИТНОЙ БЕТОННОЙ ОБОЛОЧКИ И

ОПАЛУБКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ возведения монолитной бетонной оболочки, включающий последова,тельный монтаж на почве выработки пневмонадувного каркаса н щита, наполнение пневмонадувного каркаса сжатым воздухом и заполнение защитного пространства бетонной смесью, отличающийся тем, что, с целью сокращения сроков возведения монолитной бетонной оболочки н снижения расхода бетонной смеси, перед нагнетанием воздуха в пневматический каркас используют полимерный щит, нагревают его до прнобретення нм эластичных свойств и укладывают на него сверху контурозадающую пневмооболочку, наполняемую сжатым воздухом вслед за пневматическим каркасом, после установки полимерного щита производят его охлаждение до температуры, при которой он становится жестким, выпускают воздух и извлекают контурозадающую пневмооболочку н пневматический каркас, затем после затвердевания бетонной смеси в защитном пространстве производят повторный нагрев полимерного щита н отрыв его от бетонной оболочки. 1078081

2. Опалубка для возведения монолитной бетонной оболочки, включающая пневмонадувной каркас и щит, установленный по внешнему контуру каркаса, отличающаяся тем, что, с целью сокращения сроков возведения монолитной бетонной оболочки и снижения расхода бетонной смеси, полимерный

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для крепления горных выработок.

Известен способ, при котором монолитную бетонную оболочку формируют путем укладки на почву выработки надувного каркаса жесткости, сверху которого укладывают оболочку из эластичного материала, служащего щитом, и закрепляют ее в почве выработки анкеровкой, после чего наполняют надувной каркас жесткости сжатым воздухом и заполняют защитное пространство бетонной смесью.

Устройство для осуществления способа включает внешнюю оболочку из эластичного материала, выполняющую роль щита, и трубчатый надувной каркас жесткости )1j

Однако данный способ создания бетонной оболочки заранее предполагает перерасход бетонной смеси. В результате проходки горной выработки в крепких горных породах буровзрывным методом образуется изломанная линия контура выработки. Поэтому форма закладочного объема образуется в результате ограничения ее с одной стороны ломаным контуром массива, а с другой— плавной линией пневмонадувного трубчатого каркаса и эластичной оболочкой. Толщина получаемой бетонной оболочки меняется в зависимости от величины изломанности кон- тура массива и обуславливает перерасход бетонной смеси в местах отклонения контура от проектной линии сечения.

Способ возведения бетонной оболочки предполагает такие дополнительные операции: закрепление краев эластичной оболочки в почве выработки для предотвращения ухода бетонной смеси при бетонировании во внутрь выработки, и анкеровку пневмонадувного трубчатого каркаса по почве выработки для предотвращения его отжима весом бетонной смеси при бетонировании. Выполнение этих операций увеличивает время монтажа и демонтажа, повышает трудоемкость работ, увеличивает сроки крепления.

Конструкция опалубки обладает следующими недостатками.

Жесткость несущей конструкции опалубки создается пневмонадувным каркасом и определяется давлением воздуха, которыМ

10 t5

2S

40 щит армирован термопередающими элементами, опалубка снабжена внешней контурозадающей оболочкой, внутри которой закреплены ремни жесткости, длина которых равна толщине возводимой бетонной оболочки.

2 его заполняют. Для поддержания бетоннсй смеси в защитном объеме, которая имеет значительный вес, необходима конструкция. значительной жесткости. Это требует применения в конструкции опалубки громоздких элементов, заполняемых высоким давлением. Эти элементы и оборудование для поддержания в них давления загромождают сечение выработки на все время твердения смеси.

Конструкция опалубки не позволяет применять комплект ее элементов для бетонирования различных по конфигурации и размерам сечений выработки, так как вид и размеры изготовленной таким образом опалубки заданы при изготовлении самих элементов опалубки.

Несовершенство конструкции заключается в том, что опалубка не может отразить по форме контур массива, прн этом увеличивается расход бетонной смеси в местах переборов сечения выработки.

Сложность узла закрепления трубчатого каркаса в почве выработки обуславливает увеличение времени на монтаж и демонтаж каркаса, что затягивает сроки крепления.

Известен способ возведения монолитных бетонных оболочек, при котором производят последовательное укладывание на почву выработки пневмонадувного каркаса, щита, наполнение пневмонадувного каркаса сжатым воздухом и заполнение защитного пространства бетонной смесью, К недостаткам данного способа можно отнести следующее.

Необходимость постоянного поддерживания давления в пневмонадувном каркасе в целях удержания бетонной смеси в заданном положении, что влечет за собой перекрытие сечения выработки пневмонадувным каркасом на все время твердения смеси. Это, в свою очередь, ведет к нарушению режима вентиляции данного участка, прекращению эксплуатации выработки для целей передвижения людей и механизмов. Таким образом, данный способ не позволяет совмещать операцию по креплению с использованием выработки для транспортных целей.

07808!

1

Защитный объем при таком способе образуется ломаным контуром массива и плавной изогнутостью формы опалубки, толщина получаемой таким образом бетонной оболочки колеблется в значительных пределах и обусловлена изломом контура массива.

Это приводит к перерасходу бетонной смеси при наличии значительного отклонения контура массива от контура опалубки.

Таким образом, данный способ возведения монолитной бетонной оболочки не обеспечивает рационального использования бетонной смеси, не позволяет использовать для эксплуатации выработку во время твердения бетонной смеси.

Наиболее близким к изобретению является устройство опалубки для осуществления известного способа, содержащее пневмонадувной каркас в виде пневмобаллонов и гиокий щит, устанавливаемый по внешнему контуру каркаса 12 .

Несовершенство конструкции заключается в следующем.

Невозможность задания каркасу и гибкому щиту произвольной формы в виде ломаной кривой, соответствующей контуру выработки, что обусловлено округленностью форм баллонов. Это приводит к перерасходу бетонной смеси при совпадении перебора . на контуре массива с вогнутостью на щите.

Пневмонадувной каркас, наполненный сжатым воздухом и выполняющий роль не: сущей конструкции, занимает сечение выработки на протяжении всего времени твердения бетона. Поэтому в течение этого времени невозможно производить различные работы на данном участке, т. е. прекращается эксплуатация выработки в целях перемещения по ней людей, грузов и механизмов.

Многоэлементность опалубки осложняет ее монтаж и демонтаж, затягивает сроки возведения крепления.

Целью изобретения является сокращение сроков возведения монолитной бетонной оболочки и снижение расхода бетонной смеси.

Цель достигается тем, что согласно способу возведения монолитной бетонной оболочки, включающему последовательный монтаж на почве выработки пневмонадувного каркаса и щита, наполнение пневмонадувного каркаса сжатым воздухом и заполнение защитного пространства бетонной смесью, перед нагнетанием воздуха в пневматический каркас используют полимерный щит, нагревают его до приобретения им эластичных свойств и укладывают на него сверху контурозадающую пневмооболочку, наполняемую сжатым воздухом вслед за пневматическим каркасом, после установки полимерного производят его охлаждение до температуры, при которой он становится жестким, выпускают воздух и извлекают контурозадающую пневмооболочку и пневматический каркас, затем после затвердения бетон. ной смеси в защитном пространстве производят повторный нагрев полимерного щита и отрыв его от бетонной оболочки.

При этом в устройстве для возведения монолитной бетонной оболочки, включающем пневмонадувной каркас и щит, установленный по внешнему контуру каркаса, полимерный щит армирован термопередающими элементами, опалубка снабжена внешней контурозадающей оболочкой, внутри коi p торой закреплены ремни жесткости, дл и н а которых равна толщине возводимой бетонной оболочки.

На чертеже представлена предлагаемая конструкция, общий вид.

Опалубка содержит внешнюю контуро1 -задающую оболочку 1, внутри которой рас- положены ремни 2 жесткости, пневмонадувной каркас 3 и полимерный щит 4, расположенный между контурозадающей оболочкой 1 и пневмонадувным каркасом 3. Щит армирован термопередающими элементами 5 (например, нихромовой проволокой). Опалубка установлена в горной выработке 6.

Способ осуществляют следующим образом.

На почву выработки последовательно

25 укладывают пневматический каркас 3, щит

-4, сверху на который укладывают контурозадающую оболочку 1; и при помощи термоэлементов 5 производят нагрев щита 4 до температуры близкой к температуре стеклования полимерного материала щита. После приобретения полимерным щитом 4 необходимой эластичности, производят наполнение пневматического каркаса 3 сжатым воздухом до тех пор, пока полимерный щит 4 с уложенной на него контурозадающей

35 оболочкой 1 не придет в полное соприкосновение с контуром горной выработки 6. После этого производят нагнетание сжатого воздуха в контурозадающую оболочку l до давления наполнения каркас-оболочки 3. Этим отодвигают полимерный щит 4 от контура

40 горной выработки 6 на толщину контурозадающей оболочки 1, обусловленной ремнями 2 жесткости; форма контура горной выработки 6 передается полимерному щиту 4, при этом устанавливается постоянная величина зазора между контуром выработки и

45 полимерным щитом 4 по всеМу периметру выработки. В этом положении полимерный щит 4 охлаждают до тех пор, пока он не приобретает необходимую прочность и жесткость для выполнения им грузонесущих . функций каркаса. После этого спускают воздух и извлекают контурозадающую оболочку 1 и пневматический каркас 3. Таким образом, получают жесткий щит 4 из полимерного материала, способный самостоятельно выполнять роль каркасного грузонесу щего элемента и удерживать бетонную смесь в необходимом положении. Щит 4 полностью повторяет контуры массива 6 выработки и позволяет производить различного рода ра1078081

Составнтель Л. Березкина

Текред И. Верес Корректор И. Муска Тнраж 436 Подпнснае

ВНИИПИ Государственного комнтета СССР по делам нзобретеннй н открмтнй

113035, Москва, Ж вЂ” Зб, Раушскан наб., д. 4/б

Фнлйал ППП «Патент», г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор В. Иванова

Закан 994 25

S боты под своим перекрытием, не загромождая сечения выработки. После извлечения пневматического каркаса 3 и контурозадающей оболочки 1, производят нагнетание бетонной смеси в защитное пространство. Снятие полимерного щита 4 производят после затвердения бетонной смеси путем повторного нагрева полимерного материала щита до приобретения им эластичных свойств и отрыва его от бетона, .10

Снижение расхода бетонной смеси достигается тем, что опалубка дополнительно снабжена контурозадающей оболочкой, заполняемой воздухом с давлением, равным давлению невмвтического каркаса и по всему периметру выработки внешней стороной 1S находится в соприкосновении с массивом.

При этом контурозадающая оболочка снабжена ремнями жесткости, задающими ей определенную толщину, Каркас-оболочка, выполненная в виде цельного цилиндра, позволяет равномерно передавать отпор нв щит по всей своей площади, так как щит зажат между двумя пневматическими оболочками, заполненнымн с одинаковым давлением, если толщина одной постоянна {контурозадающей), то ои воснроязводит полное отобра- 25 жение массива н приобретает форму контура горной выработки, а другая оболочка имеет способность к «безграничному» расширению. При номощн этого достигается равное удаление всех точек контура масси ва от контура щита и, как следствие, сокра. щение перерасхода бетонной смеси на заполнение излишков сечения выработки, образованных в результате проходки.

Предотвращение загромождаемости сечения выработки достигается тем, что щит выполнен из полимерного материала, обладающего аморфными свойствами. Материал щита может приобретать или значительную пластичность при нагревании и, следовательно, принимать любые формы без приложения значительного усилия, или значительну1о твердость и жесткость при охлаждении.. Будучи жестким щит может самостоятельно выполнять роль несущей конст1тукции для поддержания бетонной смеси в процессе твердения, что позволяет извлекать пневмокаркас, освобождая тем самым сечение выработки для передвижений н производства работ на этом участке.

Сокращение сроков возведения монолитных бетонных оболочек достигается тем, что вся опалубка выполнена из трех элементов— контурозадающей пневмооболочки, полимерного щита и пневмонадувного каркаса, которые не тяжелы, просты в обращении, не требуют каких-либо работ по обеспечению их . взаимосвязанной работы. Кроме того, с данными элементами производятся простейшего вида операции, не требующие значительных затрат ручного труда.