探究大斷面硐室群底板錨注加固關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用

高志勇

【摘要】在大斷面硐室巷道礦山壓力的影響下，遇到水后開始膨脹、底臌現(xiàn)象明顯，基地經(jīng)常需要起底維修，工程量浩大，但是效果卻不明顯，為了從根本上解決這一問題，試圖提高圍巖松動(dòng)圈的自承載能力和承載能力，可以有效對(duì)抗底板圍巖變形壓力，在此基礎(chǔ)上，通過注漿材料的研制和注漿參數(shù)的的優(yōu)化，極大的改變底板圍巖的力學(xué)性質(zhì)，改善巖石本身的強(qiáng)度，同時(shí)運(yùn)用底板錨網(wǎng)索復(fù)合強(qiáng)化技術(shù)，使加固后底板的抗地壓特性、隔水特性提高，以避免巷道底鼓的發(fā)生，減少了維修、返修工作的數(shù)量。

【關(guān)鍵詞】大斷面；底板錨注；硐室群；加固技術(shù)

為了解決在巷道礦壓對(duì)大斷面硐室群影響下所產(chǎn)生的底板圍巖變形壓力，下面的某一個(gè)煤礦為研究對(duì)象，采用底板錨注加固技術(shù)使大斷面硐室底板加固后的抗地壓特性、隔水特性顯著改善，保證了硐室的長(zhǎng)期使用，有效避免底臌發(fā)生。

1、巷道底板特征分析

1.1工程概況

該大斷面硐室群位于21區(qū)皮帶下山皮帶機(jī)尾，硐室位于皮帶巷兩側(cè)，每側(cè)2個(gè)硐室，硐室斷面為直墻半圓拱型，砌碹支護(hù)后凈規(guī)格：凈寬6.0m，凈高5.5m，直墻高2.5m。

1.2巷道底板特征

通過地質(zhì)技術(shù)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)察分析硐室中心前、后各20m，其中40m巷道深部裂隙發(fā)育強(qiáng)大，造成底板的松散破碎程度嚴(yán)重，巷道底臌、地裂現(xiàn)象亦會(huì)隨之產(chǎn)生，嚴(yán)重影響硐室的穩(wěn)定性。

2、巷道底板加固技術(shù)

2.1巷道底板注漿加固機(jī)理

底板注漿加固是利用漿液充填圍巖的裂隙，將破碎的巖體固結(jié)起來，改善圍巖結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化圍巖的強(qiáng)度和改善其力學(xué)性能，提高錨桿的錨固力，從而增加圍巖的自身承載能力，保持圍巖穩(wěn)定性。底板注漿能提高巷道圍巖弱面的強(qiáng)度和變形模量、充填嚴(yán)密裂隙、封閉水源、隔絕空氣；同時(shí)，通過注漿可使端錨變成全長(zhǎng)錨固，將多層組合拱聯(lián)成一個(gè)整體，形成穩(wěn)定的承載圈，提高了錨固力和底板圍巖結(jié)構(gòu)的整體性。

2.2施工工藝

2.2.1工藝流程

剁底至設(shè)計(jì)巷高→底板掛鋼筋網(wǎng)→打錨桿→打注漿管→注漿→砌混凝土地坪

2.2.2錨注鉆孔布置及參數(shù)

設(shè)計(jì)采用底板錨注鉆孔，鉆孔呈矩形布置，每個(gè)硐室底板布置32個(gè)錨桿孔，8個(gè)注漿孔。設(shè)計(jì)錨桿孔深度2.5m，鉆孔數(shù)128個(gè)，純進(jìn)尺320m；設(shè)計(jì)注漿孔深度為2.0m，鉆孔數(shù)32個(gè)，純進(jìn)尺64m；鉆孔總長(zhǎng)度384m，鉆孔總數(shù)為160個(gè)。

注漿材料選用425#高標(biāo)水泥，水泥液漿中加入一定比例的速凝劑，以加速注漿液的快速凝固，提高固結(jié)體強(qiáng)度，保證注漿效果持久可靠。

設(shè)計(jì)顯效加固厚度平均值約為3.0m，圍巖綜合開口裂隙率按12‰計(jì)算，充填系數(shù)取80%，漿液損耗系數(shù)按1.2，則水泥每m耗用量約為1.95m3，整個(gè)加固段約需耗用水泥176t。

2.2.3注漿參數(shù)設(shè)計(jì)

錨注錨桿的承載能力與注漿壓力有直接關(guān)系，錨桿的承載能力隨注漿壓力增大而增大，這是由于高壓漿液滲透到周圍地層或高壓在鉆孔周圍形成徑向壓力，提高了錨固體表面的粘結(jié)摩擦阻力（抗拔力）的緣故。但錨桿的承載能力隨注漿壓力的增大不是無限的。一般而言當(dāng)注漿壓力超過4MPa時(shí)，注漿壓力的提高對(duì)錨注錨桿的承載能力增大的影響將是微不足道的，本設(shè)計(jì)選定注漿壓力為1.5～2.5MPa。

實(shí)際施工時(shí)通過調(diào)整漿液的滲透性和注漿終壓，保證實(shí)際有效擴(kuò)散半徑不小于2.0m。

單孔注漿量在實(shí)際施工中要根據(jù)各孔的實(shí)際情況靈活掌握，但實(shí)際最大以不超過1.5m3為宜。

水泥與速凝劑的比例應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況隨時(shí)調(diào)整，一般宜控制在l：（0.008～0.03）?；旌狭系乃冶葢?yīng)控制為0.8：l。

注漿施工程序如下圖所示：

2.3施工質(zhì)量要求

①施工時(shí)注漿孔間排距、傾角、孔深等參數(shù)應(yīng)盡量符合設(shè)計(jì)要求，一般角度誤差不超過5°，間距誤差不超過0.3m。遇有特殊情況可由現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員指導(dǎo)作適當(dāng)調(diào)整。

②內(nèi)孔段與外孔段必須保持同軸同心。

每個(gè)孔鉆成后均應(yīng)立即安裝錨注錨桿，首先往錨固封孔段套裝上快硬水泥空心藥卷，蘸水3～5秒后迅速插入鉆孔中，使錨注錨桿擋環(huán)貼緊到變徑臺(tái)階上，之后用專門的搗桿將藥卷搗實(shí)，使之與孔壁密接，然后戴上托盤、螺母和注漿聯(lián)接頭即告安裝完畢。

3、注漿加固效果及評(píng)價(jià)

在錨注加固后進(jìn)行了觀測(cè)，結(jié)果表明，底板圍巖強(qiáng)度明顯提高，巖層堅(jiān)固性系數(shù)f值由2提高到3～4。根據(jù)觀測(cè)底板變形量?jī)H在20mm左右，有效的控制了底板變形。采用這種加固方式節(jié)省大量人力和財(cái)力。改善了圍巖的力學(xué)性能，提高了巖體自身的強(qiáng)度，確保了硐室長(zhǎng)期正常使用。

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