文/孫俊東

一、概況

平莊煤業(yè)集團(tuán)六家煤礦北翼運(yùn)輸大巷原設(shè)計(jì)為錨網(wǎng)噴支護(hù)，施工過(guò)程中發(fā)生嚴(yán)重變形。為阻止變形，在錨噴巷道內(nèi)套400mm厚料石碹，施工過(guò)程中料石碹又被壓壞，又在料石碹基礎(chǔ)上架設(shè)11＃工字鋼加砼支護(hù)。北翼運(yùn)輸大巷拉門(mén)點(diǎn)向里320m范圍內(nèi)從交付使用起巷道就開(kāi)始變形，局部底鼓可達(dá)3m厚。

對(duì)北翼運(yùn)輸大巷進(jìn)行返修的方法是在原支護(hù)基礎(chǔ)上套200mm砼，底板用400mm厚料石砌拱，并另掘一條輔助巷運(yùn)輸，為返修創(chuàng)造條件。

二、北翼運(yùn)輸大巷加固總體方案

根據(jù)北翼運(yùn)輸大巷圍巖性質(zhì)和地質(zhì)構(gòu)造情況，巷道兩幫、頂板用化學(xué)漿與水泥漿相結(jié)合的注漿加固方案，底板采用組合強(qiáng)力錨索加注水泥漿的方案。

用化學(xué)漿對(duì)巷道圍巖進(jìn)行淺部注漿加固，封堵表面裂隙，使巷道形成一個(gè)具有較強(qiáng)韌性和抗剪能力的拱形圈。在巷道表面圍巖內(nèi)注化學(xué)漿的同時(shí)，在巷道圍巖深部高壓注水泥漿，以進(jìn)一步充填深部裂隙，與巷道圍巖淺部的化學(xué)漿加固圈一起形成一個(gè)更大的密實(shí)巖體，從而大幅度提高圍巖的整體性和抗變形能力。

由于巷道底板巖性松軟，遇水膨脹，底鼓嚴(yán)重，單靠注水泥漿不能有效控制底鼓，決定在底板淺部3m范圍內(nèi)注水泥漿的基礎(chǔ)上，采用底板組合強(qiáng)力錨索與底板深部注水泥漿相結(jié)合的加固方法。

三、巷道圍巖化學(xué)注漿加固方案

1.注漿參數(shù)設(shè)計(jì)

(1)注漿孔布置?；瘜W(xué)注漿孔，排距2.5m，間距以頂板中心為點(diǎn)向兩幫均勻布孔，孔距1.5m，孔深2.0m；水泥注漿孔分為淺孔與深孔，排距2.5m，在兩排化學(xué)漿孔之間布孔，間距以頂板中心為點(diǎn)向兩幫均勻布孔，孔距1.5m，淺孔深2.0m，深孔深7m。

(2)注漿壓力。淺孔化學(xué)注漿終壓3MP，水泥注漿終壓8MP。

(3)擴(kuò)散半徑。通過(guò)調(diào)整漿液的滲透性和注漿終壓，保證實(shí)際有效擴(kuò)散半徑不小于孔間距的0.65～0.75倍，保證注漿孔的滲透范圍有一定的交叉。

(4)注漿量?；瘜W(xué)漿單孔注漿量按公式Q=AπR2Hnbm/1.3計(jì)算，式中：A—漿液的損耗系數(shù)；R—漿液有效擴(kuò)散半徑；H—注漿孔深，取2.0m；n—孔隙率，n=1.2；b—注漿充填系數(shù)，b=0.7；1.3—平均重復(fù)注漿系數(shù)；m—漿液密度，取1250/m3；則：Q=1.01×3.14×1.32×2.0×0.012×0.7×1250/1.3=83，即單孔化學(xué)注漿量Q=83；水泥漿預(yù)計(jì)注漿量按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)每米巷道水泥注漿量為1.5噸。

2.巷道圍巖注漿施工工序

(1)鉆孔施工。施工時(shí)傾角、間排距、孔深等參數(shù)應(yīng)盡量符合設(shè)計(jì)要求，一般傾角誤差不超過(guò)5°，間距誤差不超過(guò)300mm。

(2)注漿施工。注漿系統(tǒng)一部分為化學(xué)注漿系統(tǒng)，另一部分為水泥注漿系統(tǒng)，采用雙液注漿系統(tǒng)。

制輸漿，采用機(jī)械制漿。水灰比為0.6～0.8∶1，水玻璃濃度為20～30Be，水玻璃用量一般為水泥用量的3～20%。注漿泵排漿端采用￠16mm或￠19mm高壓膠管輸送。

壓注，采用雙液注漿。根據(jù)壓注設(shè)備的初始排量，要時(shí)刻注意觀(guān)察注漿孔周?chē)捻郾谇闆r，同時(shí)密切注意注漿泵的工作狀況，發(fā)現(xiàn)異常立即處理，各孔漿液的濃度控制原則均為先稀后濃。一般情況下，注漿壓力升至8MP并維持5分鐘即可結(jié)束注漿。

注漿完畢后應(yīng)立即將兩路吸漿管改吸清水，清洗泵腔和管路。制漿機(jī)、注漿泵等主要設(shè)備應(yīng)每班維修并加油，每壓注水泥15噸進(jìn)行一次大修。

(3)化學(xué)注漿壓力。根據(jù)巷道的承受能力，當(dāng)供風(fēng)量不低于3m3/min，供風(fēng)壓力不低于0.5MP時(shí)，設(shè)計(jì)注漿終壓為3MP。

四、底板預(yù)應(yīng)力組合錨索施工方案

1.底板組合錨索規(guī)格及鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)

(1)注漿加固范圍。北翼運(yùn)輸大巷拉門(mén)點(diǎn)向里320m范圍。

(2)底板錨索規(guī)格。錨索選用3根直徑為Φ17.8mm、長(zhǎng)度為15.5m的鋼絞線(xiàn)作為一束大錨索，頭部300mm段編織成串珠狀，以利用固結(jié)增強(qiáng)錨索拉力。錨索單根強(qiáng)度級(jí)別為1860MP，破壞負(fù)荷350.0KN，則3根錨索其破壞荷載為1050.0KN，采用注漿方法對(duì)底板錨索進(jìn)行錨固。

(3)鉆孔參數(shù)。錨索鉆孔孔徑為Φ90mm；底板破碎時(shí)開(kāi)孔孔徑為Φ130mm，下Φ127mm孔口管，孔口管長(zhǎng)度1.5m。中間孔為垂直孔，兩邊孔外擺15°。

(4)錨索布置。采用排式布置方式，錨索排距3m ,間距1.5m，采用五花眼布置，配用400×400×16mm和200×200×12mm 鋼托盤(pán)各一塊。大巷加固段設(shè)計(jì)共布置321組。采用錨索張拉器張緊至單根鋼絞線(xiàn)80KN。

2.施工工藝

(1)因底板比較松軟破碎，先對(duì)底板進(jìn)行水泥淺孔注漿，排距3m，每排3個(gè)孔，孔深2.5m，注漿壓力不大于3MP。

(2)孔口處理。提前清除碎渣，必要時(shí)用水泥、水玻璃處理孔口，以防塌孔。

(3)鉆孔。用Φ90mm鉆頭打到終孔位置。難于成孔時(shí)，先用風(fēng)動(dòng)鉆機(jī)配Φ130mm鉆頭按設(shè)計(jì)方位、角度鉆進(jìn)1.5m時(shí)停止鉆進(jìn)，下Φ127mm孔口管，再用水泥-水玻璃雙液漿固管，待漿液凝固后，從孔口管內(nèi)用Φ90mm鉆頭打到終孔位置。

(4)錨索初期安裝。將已經(jīng)解開(kāi)順直的裝有導(dǎo)向帽的錨索推送入孔直至孔底，然后灌入42.5普通硅酸鹽水泥配制的水泥漿40升；用水泥編織袋堵塞錨索孔口，在錨索孔四周挖坑，規(guī)格為500×500×200mm，坑底開(kāi)鑿注漿管引出導(dǎo)槽，規(guī)格為250×50×50mm；取出編織袋，用棉絲或水泥袋纏繞在錨索上，用鉆桿將其頂至距孔口2.5m處，深部注漿孔內(nèi)5～6m，將深部注漿管和封孔注漿管引到孔外；7天后鋪設(shè)底網(wǎng)、工字鋼梯形梁、中間網(wǎng)并安裝托盤(pán)，進(jìn)行預(yù)緊力張拉，要求單根拉力50KN。

(5)封孔。通過(guò)預(yù)埋的封孔注漿管對(duì)封孔段進(jìn)行波雷因封孔注漿，通過(guò)預(yù)埋的深部注漿管對(duì)錨索孔的3～10m深處進(jìn)行注漿，注漿壓力5～8Mpa。7天后進(jìn)行二次張拉，要求單根拉力80KN。

(6)澆砼和預(yù)埋注漿管?，F(xiàn)場(chǎng)澆注前將Φ42mm的底板注漿管與底網(wǎng)、中間網(wǎng)捆綁在一起，為最后的底板淺部注漿做準(zhǔn)備?；炷翝沧?天后，進(jìn)行掃孔、淺部注漿，注漿壓力不大于4MP。

施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)操作人員應(yīng)當(dāng)按照嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)施工技術(shù)要求，確保鉆機(jī)符合運(yùn)行要求并進(jìn)行性能檢查。任何參與注漿人員必須熟知要加固地點(diǎn)相關(guān)的作業(yè)規(guī)程及操作要求，熟悉避災(zāi)路線(xiàn)。