B060209 地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的大斷面硐室支護(hù)技術(shù)

1、地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的大斷面硐室支護(hù)技術(shù)唐華貴 劉利祥 王賢松【鶴崗礦業(yè)（集團(tuán)）公司興煤公司，黑龍江 鶴崗 154105】摘 要 軟巖、煤巖互層、斷層帶以及硐室群中施工特大斷面硐室，采用錨索、錨桿、鋼筋梯、鋼筋網(wǎng)，聯(lián)合支護(hù)方式，成功地取代了以往采用的混凝土碹支護(hù)和架硼支護(hù)。關(guān)鍵詞 特大斷面硐室 錨桿 錨索 鋼筋梯 鋼筋網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)鶴崗礦業(yè)（集團(tuán)）公司興煤公司為保證生產(chǎn)接續(xù)需要開(kāi)拓延深三水平。根據(jù)總體設(shè)計(jì)要求，施工一個(gè)能驅(qū)動(dòng)670m長(zhǎng)鋼絲繩膠帶輸送機(jī)設(shè)備的硐室，即三水平鋼帶機(jī)驅(qū)動(dòng)硐室。根據(jù)該硐室所處的施工位置、圍巖性質(zhì)及地質(zhì)構(gòu)造等客觀因素，經(jīng)多方面的比較論證后，確定了施工方案及施工方法，在實(shí)際施工中取得了

2、很好的效果。1 地質(zhì)條件及概況興煤公司三水平輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)硐室位于二水平環(huán)形車場(chǎng)附近，周圍硐室及巷道較多。硐室標(biāo)高為+0.8+11.79m之間，距地表324m。硐室位于29-1號(hào)層煤層底板和30號(hào)煤層頂板之間，所處區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。硐室中間穿29-2、29-3號(hào)煤層，煤厚分別2.2m和2.5m。因硐室中間有一落差2m的逆斷層，受其影響圍巖層節(jié)理較發(fā)育。圍巖以灰白色細(xì)砂巖和炭質(zhì)頁(yè)巖為主，巖性中硬，堅(jiān)固性系數(shù)f值為4。受逆斷層影響煤質(zhì)較軟。硐室上方22號(hào)煤層已采，27號(hào)煤層以掘送巷道，標(biāo)高在+36m以上，距硐室頂板凈巖柱25m。硐室受力主要來(lái)自上覆巖石的自重應(yīng)力，并受到采動(dòng)及周圍硐室的影響。該硐室

3、由于地質(zhì)條件及施工條件的特殊性，在支護(hù)形式和支護(hù)方法上有特殊要求。 實(shí)際施工皮帶井聯(lián)絡(luò)巷過(guò)程中，頂板無(wú)淋水情況，底板無(wú)涌水。2 硐室斷面規(guī)格與支護(hù)形式選擇驅(qū)動(dòng)硐室為直墻拱形斷面，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度22m。硐室掘進(jìn)斷面寬10.6m、高10.82m（墻高6.5m），斷面積104.3m²；凈斷面寬9.8m、高10.42m（拱高3.92m），斷面積94.0m²。由于硐室斷面大、使用年限即為礦井服務(wù)年限，對(duì)硐室支護(hù)方案的選擇要求從永久、堅(jiān)固、經(jīng)濟(jì)、工期短和施工方便等方面考慮?；炷另壑ёo(hù)屬于被動(dòng)支護(hù)，不能發(fā)揮圍巖自身支撐能力，而且巷道開(kāi)挖量大、支護(hù)材料消耗量大、工期長(zhǎng)、人工費(fèi)用高、施工工藝復(fù)雜

4、，硐室一旦破壞維修十分困難。因此該硐室支護(hù)采用錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼筋梯、型鋼梁、錨索聯(lián)合支護(hù)，硐室施工過(guò)程中采用二次支護(hù)方式。3 支護(hù)參數(shù)選擇錨桿采用直徑20mm的左旋無(wú)縱筋螺紋鋼錨桿。拱部一次支護(hù)用的錨桿長(zhǎng)2000mm、二次支護(hù)用的錨桿長(zhǎng)4000mm，兩遍錨桿的間排距均為1200×1200（mm）。直墻部錨桿長(zhǎng)6000mm，間排距為600×600（mm）。錨桿托盤(pán)厚度不小于6mm，直徑不小于120mm。拱部錨桿使用2卷Z2545型樹(shù)脂錨固劑卷錨固。墻體部錨桿使用3卷樹(shù)脂錨固劑卷錨固。錨桿錨固力為均80kN。拱部錨索鋼絞線應(yīng)用1860級(jí)（直徑15.24mm）低松弛鋼絞線，長(zhǎng)81

5、0m。錨索間排距為1500×1000（mm），用2卷樹(shù)脂錨固劑卷錨固，錨固力為230kN。錨索梁采用25型鋼，長(zhǎng)1.8m。U型錨梁采用U25型鋼，長(zhǎng)1.4m。鋼筋梯采用直徑20mm和直徑12mm的圓鋼筋焊接而成，寬40mm、長(zhǎng)2000mm。鋼筋網(wǎng)采用直徑6mm的圓鋼制成，每片1000×2000（mm），網(wǎng)格50×50（mm）。噴射混凝土中的水泥為525#普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.45，體積配合比水泥河砂石子為11.51.4。骨料中510mm粒徑和25mm粒徑的顆粒必須各占50%。 4 施工及支護(hù)工藝采用鉆眼爆破法破巖及光面爆破一次成巷工藝，耙斗式裝巖機(jī)裝巖以及電

6、機(jī)車運(yùn)輸，執(zhí)行一掘一噴，錨噴支護(hù)施工跟迎頭，正規(guī)循環(huán)作業(yè)。一次支護(hù)：敲幫問(wèn)頂引中心腰線畫(huà)巷道輪廓線布置炮眼鉆炮眼裝藥連線爆破排煙排險(xiǎn)（敲幫問(wèn)頂）臨時(shí)支護(hù)（初噴）裝巖鉆錨桿孔（裝巖）安裝錨桿掛鋼筋網(wǎng)上鋼筋梯噴射混凝土。二次支護(hù)：鉆錨桿孔安裝錨桿掛鋼筋網(wǎng)噴射混凝土安設(shè)錨索復(fù)噴。圖 掘進(jìn)施工順序首先施工行人出貨上山，上山掘送到+12.04m標(biāo)高后，按同方位施工平巷。施工時(shí)，每次鉆炮眼前必須按設(shè)計(jì)尺寸畫(huà)好周邊眼，按所畫(huà)眼位鉆眼。放炮后即進(jìn)行第一次支護(hù)。待該巷掘進(jìn)7m后，退回從變坡點(diǎn)開(kāi)始從兩側(cè)施工，按45°向兩側(cè)施工3m達(dá)到設(shè)計(jì)全寬。擴(kuò)至全寬后，按前進(jìn)方向施工。待施工距2m時(shí)，繼續(xù)施工，和始終

7、保持2m的距離。與支護(hù)形式相同。由于部?jī)扇锏垒^低，腮部錨桿暫時(shí)不能安設(shè)，先進(jìn)行噴射混凝土支護(hù)。待第一層底拉過(guò)之后再補(bǔ)設(shè)錨桿、掛網(wǎng)。、都掘完后，上部拱基本成形。從變坡點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行二次支護(hù)，在第一遍錨桿間按五花形布置第二遍錨桿，錨桿間排距不變，然后掛鋼筋網(wǎng)上鋼筋梯。待、全長(zhǎng)施工完后，反方向施工，支護(hù)順序同、一樣。部施工至設(shè)計(jì)部位后停止。施工完后拉底。拉底過(guò)程中按的支護(hù)順序，拉1m底支護(hù)1m。在兩腮和拱部安設(shè)錨桿掛鋼筋網(wǎng)。待底拉完后進(jìn)行二次支護(hù)。巷拱部施工完后，、依次拉底，由于巷道拱頂已經(jīng)完成支護(hù)，拉底時(shí)采用分部、，全寬一次拉底完成，隨拉底隨進(jìn)行直墻支護(hù)，安設(shè)錨桿并掛鋼筋網(wǎng)?，F(xiàn)將支護(hù)施工詳敘如下：（

8、1）硐室拱基線以上拱頂部分掘送第一層時(shí)，放炮后及時(shí)初噴100mm、安設(shè)第一遍錨桿、掛兩層鋼筋網(wǎng)、橫向上直徑12mm圓鋼焊接的鋼筋梯、上緊托盤(pán)螺母，然后第二次噴射混凝土100 mm。拉第二層底后，站在浮貨上在巷道拱頂在第一遍錨桿間安設(shè)第二遍錨桿。錨桿實(shí)際間排距600×600（mm）。錨桿外露長(zhǎng)度200 mm。然后掛兩層鋼筋網(wǎng)、縱向上直徑20mm圓鋼焊接的鋼筋梯、上緊托盤(pán)螺母，第三次噴射混凝土100 mm。完成上述支護(hù)后安設(shè)錨索，每?jī)筛^索共用一根梁。然后復(fù)噴混凝土100 mm。4次噴射混凝土累厚400 mm。（2）硐室拱基線以下直墻部分第四層拉底后，墻體及時(shí)初噴100mm、安設(shè)錨桿。錨

9、桿外露長(zhǎng)度400 mm。掛兩層鋼筋網(wǎng)、橫向上直徑20mm圓鋼焊接的鋼筋梯、上緊托盤(pán)螺母。第二次噴射混凝土100 mm。接下來(lái)縱向掛25型鋼梁，排距1200mm。貼鋼梁外掛一層鋼筋網(wǎng)、上緊托盤(pán)螺母，第三次噴射混凝土120 mm。最后掛一層鋼筋網(wǎng)、橫向上直徑20mm圓鋼焊接的鋼筋梯、上緊托盤(pán)螺母，復(fù)噴混凝土80 mm。4次噴射混凝土累厚400 mm。第三次、第四次噴射混凝土?xí)r，必須將型鋼梁下端頭留300 mm長(zhǎng)度不噴，為下一層掛梁搭接上卡纜用。上下兩層型鋼梁搭接后用卡纜連接。5 結(jié) 語(yǔ)施工實(shí)踐證明，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大斷面硐室采用這種施工工藝在技術(shù)是可行的。它不僅在一般圍巖的硐室中適用，還可用于圍巖破碎、層節(jié)理較發(fā)育及存在煤巖互層和斷層的硐室中。通過(guò)摸索為以后施工大斷面硐室總結(jié)出一條成功的經(jīng)驗(yàn)。參考文獻(xiàn)1 何滿朝等.中國(guó)煤礦錨桿支護(hù)理論與實(shí)踐.科學(xué)科學(xué)出版社.2004.2 何滿朝等.中國(guó)煤礦軟巖巷道工程支護(hù)設(shè)計(jì)與施工