某礦運(yùn)輸順槽風(fēng)橋設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性分析

馬建魚

（山西晉能集團(tuán)長治有限公司三元中能煤業(yè)， 山西 長治 046605）

引言

某礦一采區(qū)軌道巷、一采區(qū)回風(fēng)巷掘進(jìn)將通過1305運(yùn)輸順槽上方，為保證回風(fēng)及運(yùn)輸需要，在1305運(yùn)輸順槽內(nèi)，與一采區(qū)回風(fēng)巷和一采區(qū)軌道巷的交叉處分別架設(shè)風(fēng)橋，為保證安全施工，需研究相應(yīng)的安全技術(shù)措施及模擬分析施工效果[1-4]。

1 具體措施

1305運(yùn)輸順槽掘進(jìn)，在1305運(yùn)輸順槽內(nèi)一采區(qū)回風(fēng)巷、一采區(qū)軌道巷立體交叉對應(yīng)點(diǎn)處，改變掘進(jìn)寬度，預(yù)留風(fēng)橋風(fēng)墻位置，兩幫各拓寬500mm，長度分別為7.0m和7.5m（生產(chǎn)科給定的一采區(qū)回風(fēng)巷、一采區(qū)軌道巷的中心線兩側(cè)共有長度）。風(fēng)橋處拓寬巷道支護(hù)錨桿排距為1 000mm，左右兩幫分別打設(shè)Φ18.9 mm×5.3 m錨索，距底板1.6 m，排距1m，每排每幫各1根。兩道風(fēng)墻均用水泥砂漿澆筑。先在兩道風(fēng)墻處打設(shè)預(yù)埋錨桿和錨索，外露達(dá)到550mm（增加澆筑墻強(qiáng)度），打設(shè)完畢后，豎好模板，進(jìn)行澆筑，墻體厚度500mm，澆筑后左、右墻間距為5 000mm，墻體高度達(dá)到3 000 mm，長度達(dá)到7 000mm、7 500mm。兩道風(fēng)墻凝固好后（凝固時(shí)間不少于72 h），開始在風(fēng)墻上鋪設(shè)工字鋼、豎模板澆筑混凝土。

2 施工步驟

施工順序：拓寬→支護(hù)→挖基礎(chǔ)、砌墻→鋪設(shè)風(fēng)橋（工字鋼、吊掛鋼筋網(wǎng)）。

2.1 拓寬

1305運(yùn)輸順槽掘進(jìn)凈寬為5m，為滿足風(fēng)橋施工，由生產(chǎn)技術(shù)科標(biāo)定具體位置，掘進(jìn)拓寬，每側(cè)拓寬500mm，長度達(dá)到7 000mm、7 500mm。

2.2 支護(hù)

按正常掘進(jìn)工序作業(yè)，拓寬1m，支護(hù)1m，錨桿、錨索預(yù)緊力達(dá)到要求，外露符合規(guī)定；預(yù)埋的錨桿、錨索外露能滿足固定模板要求，間排距為1 000 mm×1 000mm。

2.3 挖基礎(chǔ)、砌墻

在指定位置平整場地，將底板浮煤清理干凈，挖到實(shí)底，豎好模板，開始澆筑混凝土。砌墻做到：砂漿飽滿、均勻、結(jié)合緊密。在澆筑同時(shí)，應(yīng)將壁后空隙充填密實(shí)。

2.4 鋪設(shè)風(fēng)橋

混凝土墻凝固好后，按照風(fēng)橋施工設(shè)計(jì)，開始在墻上鋪設(shè)工字鋼、吊掛鋼筋網(wǎng)。選用11號和25號工字鋼，長度均為5 800mm。

1）鋪設(shè)工字鋼：①一采區(qū)回風(fēng)巷。以工字鋼下平面為準(zhǔn)，在一采區(qū)回風(fēng)巷中心線上鋪設(shè)一根11號工字鋼，然后以195mm為間距在兩側(cè)依次對稱鋪設(shè)1根25號工字鋼、8根11號工字鋼和1根25號工字鋼（外側(cè)的25號工字鋼距墻端頭545mm），共鋪設(shè)工字鋼21根，包括11號工字鋼17根，25號工字鋼4根；②一采區(qū)軌道巷。以工字鋼下平面為準(zhǔn)，在一采區(qū)軌道巷中心線上鋪設(shè)一根11號工字鋼，然后以195mm為間距在兩側(cè)依次對稱鋪設(shè)1根25號工字鋼、9根11號工字鋼和1根25號工字鋼（外側(cè)的25號工字鋼距墻端頭510mm），共鋪設(shè)工字鋼23根，包括11號工字鋼19根，25號工字鋼4根。工字鋼在墻上的搭接長度均為400mm。

2）工字鋼鋪設(shè)完畢后，將規(guī)格為2700mm×1100 mm的鋼筋網(wǎng)用10號鉛絲吊掛在工字鋼下平面，鋪網(wǎng)保證平整，緊貼工字鋼。

3）鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)完成后，在其下方支好模板，上方用混凝土澆筑，使風(fēng)橋凝成一個(gè)整體。風(fēng)橋鋪設(shè)工字鋼示意圖和風(fēng)橋段巷道位置關(guān)系示意圖見第200頁圖1。

3 數(shù)值模擬分析

按圖1構(gòu)建數(shù)值模擬模型圖如第200頁圖2、圖3所示。

從模擬結(jié)果分析可知，風(fēng)橋段巷道圍巖穩(wěn)定、塑性區(qū)范圍小，僅1305運(yùn)輸順槽巷道頂板略有剪切破壞。

圖1 風(fēng)橋鋪設(shè)工字鋼和風(fēng)橋段空間關(guān)系示意圖（mm）

圖2 風(fēng)橋段空間關(guān)系模擬示意圖

4 礦壓觀測

對采取措施后的1305運(yùn)輸順槽的兩幫及頂?shù)装迨諗窟M(jìn)行了表面位移觀測，巷道圍巖基本穩(wěn)定，頂?shù)装迨諗?5mm、兩幫移近73mm。觀測結(jié)果與實(shí)測值基本吻合，研究結(jié)果表明數(shù)值模擬能為巷道圍巖穩(wěn)定性評判提供很好的依據(jù)。

圖3 風(fēng)橋段巷道開挖塑性區(qū)分布