跨巷挑頂風(fēng)橋施工工藝及支護(hù)參數(shù)

許保飛

（山西晉煤集團(tuán)趙莊二號(hào)井，山西 長治 046000）

風(fēng)橋是煤礦井下一種重要的通風(fēng)構(gòu)筑物。為避免風(fēng)流短路，在進(jìn)回風(fēng)巷道交叉點(diǎn)需設(shè)置風(fēng)橋。風(fēng)橋在施工過程中應(yīng)結(jié)合礦井實(shí)際，結(jié)合巷道圍巖地質(zhì)條件和用途，采用對(duì)生產(chǎn)、通風(fēng)系統(tǒng)影響小、施工難度低、工程量小、效率高的施工技術(shù)工藝[1-4]。

1 工程概況

趙莊二號(hào)井生產(chǎn)能力120萬t/a，為低瓦斯礦井。2103巷為集中進(jìn)風(fēng)運(yùn)料巷，23091措施巷為2309工作面輔助排水巷，23091措施巷與2103巷交叉處需跨巷施工風(fēng)橋。2103巷為矩形斷面，采用錨網(wǎng)梁聯(lián)合支護(hù)，錨索補(bǔ)強(qiáng)，巷道毛寬5.2m，毛高3.5m，毛斷面積18.2m2，凈寬5m，凈高3.4m，凈斷面面積17m2。現(xiàn)巷道內(nèi)西幫掛有電纜，東幫掛有風(fēng)水管路、風(fēng)筒，且靠近東幫敷設(shè)有DSJ100/160一部皮帶。23091措施巷為矩形斷面，采用錨網(wǎng)索聯(lián)合支護(hù)，巷道毛寬4.5m，毛高3.1m，毛斷面積13.95m2，凈寬4.3m，凈高3m，凈斷面積12.9m2。2103巷頂板主要是深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、粉砂巖，局部為砂巖，頂板巖層強(qiáng)度在20.4～97.4MPa之間，加權(quán)平均強(qiáng)度為49.1MPa。

2 施工工藝

傳統(tǒng)跨巷挑頂風(fēng)橋施工，一般采用跨巷風(fēng)橋兩側(cè)巷道先貫通，再挑頂施工風(fēng)橋，采用爆破法破巖，人工出矸，單體柱臨時(shí)支護(hù)。為節(jié)約施工時(shí)間，加快施工進(jìn)度，盡快形成獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)，對(duì)23091措施巷跨2103巷風(fēng)橋施工工藝進(jìn)行改進(jìn)。風(fēng)橋施工采用分段施工，采用光面爆破破落巖石，掘進(jìn)機(jī)出矸回填巷道低洼處，錨桿鉆車進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)和永久支護(hù)。先施工2103巷西側(cè)，在距2103巷巷口西側(cè)9m處開始挑頂施工23091措施巷，施工坡度為24°；23091措施巷西側(cè)與2103巷貫通后，再施工2103巷東側(cè)，在距2103巷東側(cè)巷口9m處開始挑頂施工23091措施巷，施工坡度為24°，挑頂至風(fēng)橋正上方時(shí)，按坡度0°施工正上方并與2103巷西側(cè)挑頂處貫通（如圖1所示）。施工要求如下：

（1）挑頂施工前，在2103巷風(fēng)橋下方施工磚墻處進(jìn)行掏槽并砌筑磚墻。2103巷西側(cè)掏槽為23091措施巷與2103巷交叉點(diǎn)處西側(cè)兩邊角以及基礎(chǔ)，兩邊角掏槽寬度500mm，長度500mm。2103巷東側(cè)掏槽為2103巷東側(cè)與23091措施巷貫通點(diǎn)處整個(gè)幫部，掏槽長度5.5m，掏槽深度500mm，掏槽高度隨磚墻砌筑高度掏槽且滿足平臺(tái)搭設(shè)板梁要求。磚墻掏槽基礎(chǔ)深度為底板下500mm。磚墻砌筑后，對(duì)磚墻靠近23091措施巷的墻面及墻面兩側(cè)23091措施巷兩幫1排噴漿封閉。

（2）掏槽施工時(shí)，同時(shí)隨掏槽高度施工寬500mm、高3m磚墻，兩道磚墻間距為5200mm。磚墻之間使用道木和板梁搭設(shè)3組共6個(gè)木垛，木垛高度為3m，與磚墻齊平。木垛搭設(shè)完成后，在木垛與磚墻上方密鋪兩層板梁形成風(fēng)橋臨時(shí)平臺(tái)，兩層板梁“十”字交叉鋪設(shè)。木垛及平臺(tái)的道木、板梁使用扒釘兩兩固定，木垛與平臺(tái)的板梁使用扒釘固定并用雙股10#鉛絲捆綁，保證牢固可靠。板梁搭設(shè)的平臺(tái)上方需鋪設(shè)一層廢舊皮帶，方便清理矸石且防止矸石從平臺(tái)漏下，平臺(tái)南北方向安設(shè)護(hù)網(wǎng)。

（3）風(fēng)橋挑頂施工完成后，清理浮矸拆除木垛與平臺(tái)，繼續(xù)掏槽并砌筑磚墻至3.6m高度。滿足高度要求后，風(fēng)橋墻上搭由道夾板連接的22kg/m軌道，長度分別為4m和2.2m，間距500mm。其中墻體南北兩端間距350mm各布置兩根，軌道兩端搭在墻體上的長度為500mm，軌道上下各鋪設(shè)一層Ф6.5mm鋼筋網(wǎng)，規(guī)格為2000mm×1100mm。軌道鋪設(shè)完成后，在軌道下部搭設(shè)模板，采用C25混凝土對(duì)風(fēng)橋上部進(jìn)行澆注，風(fēng)橋橋面共厚400mm。

（4）風(fēng)橋施工完后，對(duì)風(fēng)橋上部及前后10m的23091措施巷頂幫、風(fēng)橋下部磚墻及磚墻南北兩側(cè)各5m范圍內(nèi)的2103巷頂幫進(jìn)行噴漿封閉，噴漿厚度100mm，強(qiáng)度不低于C20。

圖1 風(fēng)橋施工參數(shù)圖（單位：mm）

3 挑頂段支護(hù)參數(shù)

風(fēng)橋斷面為扇形拱斷面，毛寬4.2m，毛高3.1m，凈寬4.0m，凈高3.0m，起拱高度1.0m，拱高2.1m，風(fēng)橋橋面上方毛斷面積為11.13m2，凈斷面面積為10.28m2。風(fēng)橋采用“錨+網(wǎng)+噴”支護(hù)，錨桿采用Ф22×2400mm高強(qiáng)度左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，矩形布置，間距800mm，排距800mm。每根錨桿采用MSK2335和MSZ2360錨固劑各一支，鉆孔直徑28mm，鉆孔深度2300mm，錨固長度1675mm，頂幫錨桿錨固力不小于150kN，預(yù)緊力矩不小于400N·m。配套錨桿托盤采用150×150×8mm的拱形高強(qiáng)度金屬托盤，錨桿與巖面垂直布置。錨索采用MSS-1-22-8400，間距2000mm，排距1600mm，采用三支錨固劑，樹脂加長錨固，角度與頂板垂直，尾部有配套鎖具，錨索托盤為300×300×16mm高強(qiáng)度可調(diào)心托盤，錨索預(yù)緊力不小于300kN。網(wǎng)片采用Ф6.5mm的鋼筋焊接而成的鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)片規(guī)格為2.0×1.1m，網(wǎng)孔規(guī)格100×100mm，網(wǎng)與網(wǎng)之間采用勾接法聯(lián)接，勾接長度為100mm。如圖2所示。

圖2 風(fēng)橋挑頂段支護(hù)圖（單位：mm）

4 結(jié) 語

采用分段施工，先施工23091措施巷西側(cè)與2103巷貫通，再施工23091措施巷東側(cè)上山掘進(jìn)挑頂風(fēng)橋，與2103巷跨23091措施巷風(fēng)橋上方貫通，形成挑頂風(fēng)橋，采用木垛和“十”字板梁搭設(shè)工作面平臺(tái)，保證了施工安全，提高了施工效率。

在風(fēng)橋墻上鋪設(shè)由道夾板連接的軌道和鋼筋網(wǎng)，軌道下搭設(shè)模板，采用C25混凝土對(duì)風(fēng)橋上部進(jìn)行澆注，并對(duì)風(fēng)橋上部及前后23091措施巷及南北兩側(cè)的2103巷進(jìn)行噴漿封閉，保證了風(fēng)橋的密閉性，未出現(xiàn)漏風(fēng)現(xiàn)象。