陳召，李小軍，張盛，朱磊，趙龍剛，王輝，王炎棕

(1.河南理工大學 能源科學與工程學院，河南 焦作 454000；2.河南永錦能源有限公司，河南 禹州 461670)

0 引 言

復雜地質(zhì)構(gòu)造給地層形成帶來不同程度影響，當巖層走向和傾向都受地質(zhì)構(gòu)造影響發(fā)生傾斜時，巖層層位會出現(xiàn)錯動現(xiàn)象。將巷道布置在此類傾斜巖層中時，掘進方向就會與巖層斜交，使巷道頂板沿巖層節(jié)理面破壞進而造成幫部變形、斷面縮小和支護結(jié)構(gòu)破壞等[1-3]。巷道布置在巖性強度差異明顯的巖層時，不同的巖石強度特征和吸水軟化特性對巷道穩(wěn)定性影響不同，若采用相同的支護強度，局部軟弱部位會先行破壞，先行破壞處將導致其他部位破壞變形，進而誘發(fā)巷道圍巖整體失穩(wěn)[4-5]。因此，掌握穿多層軟巖巷道的變形規(guī)律，制定切實可行的圍巖變形控制策略非常必要。

國內(nèi)外學者對穿層巷道變形規(guī)律及其控制技術(shù)進行了理論和實踐研究，如孫曉明等[6]確定了深部傾斜巖層巷道非對稱變形破壞的關(guān)鍵部位，提出非對稱耦合控制對策；王炯等[7]通過應(yīng)力解除法對深部采區(qū)的地應(yīng)力進行測量，分析地應(yīng)力場分布特征對巷道設(shè)計與支護的影響；范明建等[8]通過地質(zhì)力學測試和圍巖變形破壞特征分析，提出深部大傾角復合巖層巷道全斷面強力復合支護與巷道關(guān)鍵部位強化支護的設(shè)計理念；吳海等[9]采用UDEC數(shù)值模擬，提出非對稱強化支護結(jié)合全斷面錨索支護擴大圍巖應(yīng)力承載圈的技術(shù)保證圍巖穩(wěn)定；趙萬里等[10]針對平煤一礦深部軟巖巷道大變形問題，提出強力錨注支護技術(shù)，有效控制了深部巷道圍巖變形；汪東海等[11]分析了復雜軟巖巷道底鼓機制，提出“混凝土反底拱+注漿錨索”的底鼓控制對策；王琦等[12]研究得出不同粒徑與水灰比充填體對破碎圍巖空隙分布率和抗壓強度的影響規(guī)律以及圍巖破壞方式；魏夕合等[13]在復雜難支護巷道采用中空注漿錨桿、錨索和高強護表構(gòu)件全錨注支護技術(shù)，結(jié)果表明，高強全錨注支護系統(tǒng)剛度提高了5.8倍，抗剪強度提高了50%～80%；王洪濤等[14]提出基于注漿加固技術(shù)的全長預應(yīng)力錨注支護工藝，并提出貢獻值概念及其理論計算公式，揭示了全長預應(yīng)力錨注支護機理；黃耀光[15]系統(tǒng)研究了圍巖破裂狀態(tài)、圍巖應(yīng)力、注漿壓力及時間、錨注鉆孔布置形式對錨注漿液滲透擴散范圍的影響規(guī)律，提出確定深部軟巖巷道最佳錨注支護時機的方法；王連國等[16]提出內(nèi)注漿錨桿為核心的錨注支護體系，并對注漿施工工藝的整個流程進行優(yōu)化。

上述研究大多針對變形巷道修復，對于斷面面積較大、服務(wù)年限較長，且穿多層傾斜軟巖巷道的支護研究并不多。本文以云蓋山一礦23采區(qū)泵房巷道為研究對象，結(jié)合地質(zhì)條件，分析其破壞原因，提出巷道非對稱變形支護控制思路和支護方案，進行分區(qū)圍巖控制，并在現(xiàn)場進行應(yīng)用研究。

1 研究區(qū)概況

1.1 工程概況

河南永錦能源有限公司云蓋山一礦為云蓋山井田西南部的一部分，井田面積約4.8 km2，礦井生產(chǎn)能力45萬t/a，服務(wù)年限22 a，主采二1煤層，采用兩立井一斜井綜合開拓方式。

23采區(qū)泵房聯(lián)絡(luò)巷服務(wù)年限大于15 a，埋深約660 m，掘進方向地層傾角13°～24°，平均18.5°，巷道斷面為直墻半圓拱形，巷道凈寬5.0 m，凈高4.3 m。巷道開口位置位于二1煤層中，掘進范圍內(nèi)二1煤普氏硬度系數(shù)f≤0.37，巷道掘進期間依次穿過二1煤層頂板上部砂質(zhì)泥巖、粉砂巖、細粒砂巖、中粒砂巖等巖層，巷道頂板以砂巖為主，夾粉砂巖，底板為砂質(zhì)泥巖和粉砂巖，強度低且層理發(fā)育，屬于典型的穿多層傾斜軟巖巷道。巷道地層柱狀圖和穿層布置如圖1～2所示，巷道掘進方向與巖層層理相交，導致巷道斷面圍巖呈非對稱形狀，圖3為泵房聯(lián)絡(luò)巷51，83，112 m處的剖面圖。

圖1 巷道地層柱狀圖Fig.1 Column chart of roadway stratum

圖2 傾斜穿層巷道布置平面圖Fig.2 Plan layout of inclined roadway crossing multi-layer

圖3 巷道不同斷面巖層分布素描Fig.3 Sketch of strata distribution in different sections of roadway

1.2 巷道圍巖地質(zhì)特征

為了直觀清晰地了解圍巖的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征，在23采區(qū)泵房聯(lián)絡(luò)巷進行圍巖巖性實地觀察，并對頂、幫圍巖鉆孔取心，如圖4所示。結(jié)果表明：巷道圍巖節(jié)理發(fā)育，多呈層狀節(jié)理；巷道大部分揭露巖層圍巖強度較低，較破碎，局部呈破碎顆粒狀。在巷道的軟弱巖層中，如順著巖層方向取心，整個取心段巖心較為破碎，相對完整巖心長寬不超過60 mm，RQD為0。

圖4 現(xiàn)場巖性觀察和頂板鉆孔取心Fig.4 Lithology observation and roof drilling coring

圍巖鉆孔窺視結(jié)果如圖5所示，巷道圍巖呈現(xiàn)非對稱破壞特征，淺部0～2 m內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育；中部2～4 m內(nèi)出現(xiàn)較多的破碎帶和松散帶；深部4～7 m內(nèi)較破碎，裂隙帶與完整區(qū)交替出現(xiàn)，鉆進速度明顯變慢。

圖5 圍巖鉆孔窺視結(jié)果Fig.5 Peeping results of surrounding rock drilling

1.3 巷道圍巖礦物成分分析

為準確掌握23采區(qū)泵房聯(lián)絡(luò)巷復雜穿層段圍巖的黏土和礦物組成，對地質(zhì)異常段頂?shù)装迳百|(zhì)泥巖樣進行X射線衍射分析，確定樣品中礦物種類和質(zhì)量分數(shù)，礦物X射線衍射全巖分析結(jié)果如表1所示。

表1 礦物X射線衍射全巖分析結(jié)果Tab.1 X-ray diffraction analysis results of the whole rock mineral %

分析結(jié)果表明，底板砂質(zhì)泥巖黏土礦物質(zhì)量分數(shù)達到61.5%，主要包括高嶺石族礦物，蒙皂石、伊利石、黏土級云母以及有關(guān)的混層結(jié)構(gòu)礦物，由于黏土礦物粒徑細小(<0.01 mm)，比表面積極大，并具有特殊的結(jié)構(gòu)組成，因此它們對水分的侵入極為敏感，當與水體接觸時，黏土礦物往往會發(fā)生膨脹，從而使巖層產(chǎn)生裂隙，甚至崩解，降低巖層的承載力。

2 巷道非對稱變形破壞數(shù)值模擬分析

以23采區(qū)泵房聯(lián)絡(luò)巷50 m處地質(zhì)賦存特征為例，采用FLAC3D數(shù)值模擬軟件對巷道不同軟硬巖層段的圍巖應(yīng)力分布和變形規(guī)律進行分析。由于穿層情況較多，僅選取已掘進區(qū)域內(nèi)穿層較復雜、典型的頂板砂質(zhì)泥巖和底板砂巖的巷道段，模型選取穿中粒砂巖、粉砂巖、砂質(zhì)泥巖3種傾斜巖層巷道，如圖6所示。

圖6 穿傾斜巖層巷道模型示意Fig.6 Schematic diagram of roadway model crossing layer

2.1 數(shù)值計算模型

模型尺寸為50 m×50 m(寬×高)，巖層平均傾角25°，本構(gòu)關(guān)系采用摩爾-庫倫模型，左右邊界限制水平方向位移，底部邊界限制水平和豎直方向位移，上邊界為應(yīng)力邊界，以巷道上覆巖層自重進行計算，取8.5 MPa，側(cè)壓系數(shù)取1.0。根據(jù)室內(nèi)物理力學試驗和相似工程經(jīng)驗，各巖層巖石力學參數(shù)見表2。

表2 各巖層巖石力學參數(shù)Tab.2 Rock physical and mechanical parameters

2.2 模擬結(jié)果分析

(1)由豎直應(yīng)力分布云圖(圖7(a))可以看出，巷道開挖后，巷道周圍均出現(xiàn)了不同程度的應(yīng)力降低，其中頂?shù)装宄霈F(xiàn)了拉應(yīng)力區(qū)，兩幫也出現(xiàn)了應(yīng)力集中區(qū)，“砂質(zhì)泥巖+中粒砂巖”一側(cè)的應(yīng)力集中程度小于“中粒砂巖”一側(cè)的，說明泥巖層巖性較弱，在較高支撐壓力作用下會發(fā)生破壞，導致應(yīng)力峰值向深部轉(zhuǎn)移，自身破碎卸壓，釋放了圍巖應(yīng)力，使圍巖中的應(yīng)力集中程度降低。由水平應(yīng)力分布云圖(圖7(b))可以看出，巷道上覆巖層和底板均出現(xiàn)了應(yīng)力集中區(qū)，但頂?shù)装宓膽?yīng)力集中程度呈現(xiàn)明顯的非對稱。

圖7 巷道圍巖應(yīng)力分布云圖Fig.7 Stress distribution cloudy diagram of surrounding rock in roadway

(2)由位移分布云圖(圖8(a))可以看出，巷道圍巖位移均呈現(xiàn)非對稱分布特點，較大位移發(fā)生在左底角中粒砂巖與砂質(zhì)泥巖巖層交匯處，以及底板位置，最大位移量可達812 mm。

(3)由塑性區(qū)分布云圖(圖8(b))可以看出，非對稱分布特征明顯，巖層傾斜對塑性區(qū)影響較大，影響較大的位置出現(xiàn)在巷道拱形右肩角淺部，以及底板中-深部，砂質(zhì)泥巖層對巷道塑性區(qū)影響較大，其破壞后遇水會發(fā)生塑性流動，導致巷道其他部位發(fā)生連鎖反應(yīng)，依次破壞，最后導致巷道整體失穩(wěn)。

圖8 巷道圍巖位移和塑性區(qū)分布云圖Fig.8 Surrounding displacement and plastic zone distribution cloudy diagram in roadway

綜上，由于巷道圍巖巖性差異，巷道周圍豎直應(yīng)力和水平應(yīng)力均有明顯的非對稱現(xiàn)象。豎直應(yīng)力集中易造成幫部內(nèi)擠；水平應(yīng)力集中常導致?lián)锨缘坠暮晚敯逅苄云茐?；砂質(zhì)泥巖層為巷道破壞的關(guān)鍵薄弱層位，影響巷道整體的穩(wěn)定性。

3 巷道非均勻變形控制思路

3.1 變形力學機制轉(zhuǎn)化

軟巖巷道變形機制類型與破壞特點如表3所示，圍巖中含有較多的高嶺石和伊/蒙混層等膨脹性礦物，自重應(yīng)力和構(gòu)造應(yīng)力大，圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育。根據(jù)何滿潮院士的軟巖工程力學理論，結(jié)合表3可確定此巷道軟巖屬于高應(yīng)力-節(jié)理化-膨脹性軟巖類型，判斷巷道變形力學機制為ⅠABⅡABⅢCE型，即吸水膨脹和膠體膨脹、易變形、節(jié)理化和穿層型復合變形力學機制[17]。

表3 軟巖巷道變形機制類型與破壞特點Tab.3 Deformation types and failure characteristics of soft rock roadway

針對ⅠAB型變形力學機制，采取預留變形+柔性支護措施，利于膨脹變形能釋放；對于ⅡAB型變形機制，適合錨網(wǎng)索耦合+底角錨桿控制技術(shù)抑制底板塑性滑移；對于ⅢCE型變形機制，利用圍巖注漿、高強錨桿支護+錨索關(guān)鍵部位耦合支護技術(shù)[17]。通過以上3種轉(zhuǎn)化過程，將變形力學機制由不穩(wěn)定復合型轉(zhuǎn)為穩(wěn)定單一型，轉(zhuǎn)化過程如圖9所示。

圖9 變形力學機制轉(zhuǎn)化過程Fig.9 Transformation process of deformation mechanics

3.2 非對稱支護控制思路

3.2.1 深-淺耦合全斷面錨注加固機理

注漿作為一種有效增強軟弱結(jié)構(gòu)面的方法，在宏觀上可以弱化非均勻的圍巖賦存特征，保證破碎圍巖的穩(wěn)定；從微觀看，注漿后關(guān)鍵參數(shù)得到改善，直接增強了圍巖自承能力和穩(wěn)定性。對于軟弱破碎的圍巖，通過注漿可以將其轉(zhuǎn)化為彈性體，大大提高承載能力和穩(wěn)定性，對于深部圍巖的有效約束極為關(guān)鍵，可阻止其塑性區(qū)發(fā)育。

采用注漿錨桿為主、錨網(wǎng)噴等為輔的支護方法對巷道淺部破碎區(qū)巖體節(jié)理進行注漿加固，將淺部卸壓區(qū)的破碎圍巖膠結(jié)成一個整體，在淺部破碎帶區(qū)內(nèi)構(gòu)成具有一定厚度、強度，膠結(jié)后較完整的注漿加固圈層，抑制巷道淺部圍巖的進一步變形和破壞。對于巷道深部圍巖，主要采用注漿錨索對不同層位巖層層理進行注漿加固，在一定范圍內(nèi)增強深部破碎圍巖的膠結(jié)程度，提高巖體的局部承載能力，并且起到對淺部注漿加固體懸吊和承載的作用。通過“深-淺”耦合加固，達到巷道不同深度處的圍巖都形成注漿加固體的目的，形成深-淺圍巖互相支撐、互為承載體的耦合加固結(jié)構(gòu)[18]，如圖10所示。

圖10 穿層巷道深-淺耦合錨注支護機理Fig.10 Mechanism of deep-shallow coupl bolting and grouting support in crossing layer roadway

3.2.2 穿層巷道圍巖層理、節(jié)理強化機理

圍巖巖性的不均勻性是穿層巷道的主要特點，穿層巷道圍巖間黏結(jié)力較低，巖層整體性差，強度不均勻的巖層交界面易發(fā)生剪切變形破壞，導致交界面處存在大范圍破碎裂隙帶，引起圍巖局部離層，而這些較大裂隙帶的存在一方面會影響圍巖的整體穩(wěn)定性，另一方面會導致錨注漿液擴散，影響破碎巖體內(nèi)部節(jié)理的膠結(jié)效果。

高強錨桿和注漿錨索對破碎圍巖的內(nèi)部節(jié)理有擠壓組合作用，使破碎巖體內(nèi)部節(jié)理間隙減小，有利于淺部漿液有效性滲透，抑制漿液隨著巖層交界面裂隙帶擴散更遠，保證漿液對破碎圍巖的有機黏結(jié)作用。

注漿錨索桿體長，抗拉強度高，對不同巖層間的層理有擠壓組合作用，將其串聯(lián)成一個整體，抑制了由于巷道開挖造成的塑性區(qū)發(fā)展，保證了穿層構(gòu)造的原貌化，形成相互支撐、互為承載體的完整系統(tǒng)。

3.2.3 底板加固與超前抑制底板滲水

巷道底鼓實質(zhì)是底板圍巖內(nèi)部裂隙寬度、長度和新裂隙數(shù)量的不斷增長，底板淺部的離層或裂隙直接導致支護體的預緊力不能有效擴散。淺部采用注漿錨桿注漿，充填裂隙，恢復圍巖結(jié)構(gòu)完整性和連續(xù)狀態(tài)；采用注漿錨索對深部圍巖施加強力約束，改善錨固范圍應(yīng)力狀態(tài)，增強其承載能力，進一步抑制底板圍巖新裂隙的產(chǎn)生。另外，注漿層凝固對后期圍巖滲水也有很好的抑制作用。

3.2.4 非對稱支護策略

砂巖等強度較高的圍巖比巖性強度稍低的圍巖承載能力強，抗變形能力強。通過23采區(qū)泵房聯(lián)絡(luò)巷穿層構(gòu)造分布可知，巷道全長范圍內(nèi)軸向巖性分布差異化明顯，總體上呈現(xiàn)中部交替復雜、兩翼單一的非均勻巖性產(chǎn)出狀況。鑒于上述分析，決定針對強度較低的復雜穿層段和砂質(zhì)泥巖段，以及強度略高的穿層段和粉砂巖段采取非對稱支護方案，在保證支護強度的同時，適當加快巷道的掘進效率。

4 錨注支護控制方案與支護參數(shù)設(shè)計

4.1 注漿參數(shù)可行性分析

4.1.1 注漿材料

目前針對具有吸水膨脹的軟巖巷道沒有合適的注漿加固材料，對于此類巷道，注漿材料要滿足注入能力強、凝結(jié)時間短、結(jié)石強度高等要求。選定CGM超細水泥材料，通過室內(nèi)試驗改變不同的水灰配比優(yōu)化其初、終凝時間和析水量，最終確定合理的漿液水灰質(zhì)量配比為0.5∶1。

4.1.2 注漿壓力和時間

(1)幫、底：淺層注漿宜采取低壓、低流量，目的主要是淺層堵漏和封孔，從而形成深層注漿的止?jié){層；深層注漿，配合中高壓注漿壓力，以滲透和劈裂注漿為主，高壓可以擴大其注漿范圍。注漿錨桿低壓0.5～1.5 MPa，不超過2 MPa；注漿錨索高壓3～5 MPa，不超過6 MPa；底板采用深淺間歇性注漿方式[19]。

(2)注漿時間：高應(yīng)力軟巖巷道開挖后圍巖裂隙呈現(xiàn)先充分發(fā)育再閉合、滲透系數(shù)逐漸增至最大繼而降低的規(guī)律，所以注漿時間應(yīng)當選擇在滲透系數(shù)較大的圍巖變形階段，采用滯后注漿更加合理[20]，考慮到穿層軟巖巷道天然節(jié)理發(fā)育程度以及巷道的安全性等，注漿時間選擇在滯后掘進工作面25 m時。

4.1.3 注漿孔深度L

合理的注漿孔深度應(yīng)當保證不小于巷道圍巖松動圈半徑R，R計算式為[21]

(1)

式中：P為原巖應(yīng)力；φ為圍巖內(nèi)摩擦角；C為圍巖內(nèi)聚力；r為巷道碹拱半徑；PS為巷道支護反力。

數(shù)據(jù)計算結(jié)果結(jié)合巷道圍巖鉆孔窺視情況確定注漿孔深度L，為2.5 m。

4.1.4 單孔注漿量Q

巷道單孔注漿量Q計算式為

Q=πr′2Lα′β′n，

(2)

式中：r′為漿液有效擴散半徑；n為圍巖孔隙率；α′為有效填充系數(shù)；β′為漿液耗散系數(shù)。

由式(2)得淺部單孔注漿量Q≈0.26 m3；深部單孔注漿量Q≈0.79 m3。

4.2 注漿施工注意事項

4.2.1 頂幫區(qū)域

(1)注漿。采用間隙注漿，所有孔都注完后，等待第一注漿孔漿液初凝，未終凝前再次注漿，保證壓力最大化。(2)跑、漏漿處理。停止注漿，采用黃泥或樹脂錨固劑進行封堵，當鄰孔開始出漿后，保持壓力3～5 min，即可停止本孔注漿，改注相鄰注漿孔。(3)噴漿要求。采用三次噴漿法，即巷道巖石揭露后初噴40 mm，及時封閉圍巖，噴平圍巖表面，保證錨桿托盤受力均勻；高強錨桿打設(shè)后復噴60 mm厚漿液，封堵一次噴漿層開口裂隙，防止?jié){液漏出，保證注漿給壓；注漿錨桿注漿后終噴50 mm厚漿液，封堵注漿管尾孔縫隙，使巷道表面均勻平整。

4.2.2 底板區(qū)域

底板鉆孔采用棉紗和水泥固定孔口管并封孔，豎直向下孔底有水，注漿錨桿/索必須等水泥漿固化后再施加預緊力，底板不平整時可墊加木塊，剪去多余的錨桿或錨索外露長度，回填底板，做硬化層。具體施工流程如下。

臥底→鉆錨桿孔→安裝錨桿→封錨桿孔→淺部注漿→鉆錨索孔→安裝錨索→深部注漿→鋪金屬網(wǎng)→安放鋼筋梯→給錨桿施加預緊力→張拉錨索→折彎全部底板鋼筋并砸平→回填矸石噴射混凝土→硬化底板。

圖11 注漿工藝流程Fig.11 Grouting craftsmanship process

4.3 巷道錨注支護參數(shù)設(shè)計

制定23采區(qū)泵房聯(lián)絡(luò)巷穿較軟弱巖層段和穿軟弱巖層段兩種具有代表性巷道段非均勻變形控制方案，兩種情況下的錨桿、注漿錨桿和注漿錨索布置的間排距不同，如圖12所示。支護材料具體參數(shù)如下。

(1)錨桿和錨索支護參數(shù)。頂幫：高強錨桿,間排距800 mm×800 mm，注漿錨索1 400 mm×1 600 mm。頂板：注漿錨桿1 400 mm×1 600 mm。幫底：注漿錨桿1 400 mm×1 600 mm。底板：注漿錨索1 600 mm×1 600 mm。支護參數(shù)如圖12所示。

圖12 巷道分區(qū)域支護參數(shù)Fig.12 Support parameters in zone division of roadway

(2)預緊力。高強錨桿：扭矩大于等于200 N·m，錨固力大于等于105 kN。注漿錨桿：預緊扭矩250～300 N·m，錨固力大于等于150 kN。注漿錨索：張緊力≥大于等于36 MPa。

(3)支護配件。托盤：頂幫高強錨桿和注漿錨桿均搭配150 mm×150 mm×8 mm蝶形托盤，注漿錨索搭配350 mm×350 mm×20 mm蝶形托盤。底板注漿錨桿搭配150 mm×150 mm×12 mm拱形托盤，注漿錨索搭配300 mm×300 mm×16 mm拱形托盤。錨固劑：高強錨桿采用MSK2335型樹脂錨固劑，注漿錨桿和注漿錨索均采用Z2350型樹脂錨固劑。鋼筋網(wǎng)：頂幫規(guī)格為800 mm×800 mm，底板為900 mm×1 700 mm。

(4)底板硬化。水泥硬化隔層用P·O42.5普通硅酸鹽水泥，碎矸石填充層采用礦用廢矸石、石子，防水隔層選用聚氨酯防水涂料。

5 工業(yè)性試驗及效果分析

為了考察非對稱支護技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用效果，在巷道內(nèi)布置多組表面位移和頂板離層測站，選取50 m穿層巖性復雜處表面位移測站和巷道頂板離層測站的數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果如圖13所示。由圖13可以看出，控制方案實施后巷道經(jīng)歷了“變形緩慢→變形急速→趨于穩(wěn)定”過程，巷道掘進之后發(fā)生了一定程度的底鼓、頂板下沉和幫部變形，其中，巷道頂板最大下沉量35 mm，底鼓最大量217 mm，兩幫最大移近量160 mm，頂?shù)装遄畲笠平?52 mm；頂板淺部離層最大值20 mm，深部離層最大值8 mm。與同水平類似地質(zhì)條件相比，巷道變形量減少約53%，巷道開挖65 d后變形基本趨于穩(wěn)定，如圖14所示。錨注非對稱支護技術(shù)有效控制了傾斜穿多層軟巖巷道的變形。

圖13 巷道變形量與頂板離層量監(jiān)測曲線Fig.13 Monitoring curves of relationship between roadway deformation or roof separation and time

圖14 成巷效果圖Fig.14 Photos of completed roadway

6 結(jié) 論

(1)巷道布置在傾斜軟弱巖層內(nèi)時，受巖體結(jié)構(gòu)本身的非對稱性質(zhì)、巷道開挖卸荷和巷道可變形空間的影響，圍巖產(chǎn)生節(jié)理、層理間剪切滑移變形巖體被擠出，導致差異性形變，這是穿層軟巖巷道發(fā)生非對稱變形破壞的主要原因。

(2)錨注漿液擴散會受破碎巖體內(nèi)部節(jié)理特別是層理影響，不同層位之間巖層交叉面裂隙較大，漿液沿著這些層理面會滲透更遠，導致漿液在層理面的有效膠結(jié)控制區(qū)域變大，但對于巖層節(jié)理漿液的滲透不充分，不利于破碎圍巖的膠結(jié)，采用高強錨桿和注漿錨索可以破碎巖體內(nèi)部的節(jié)理進行有效擠壓組合，增強漿液對巖層的加固。

(3)設(shè)計了全斷面注漿參數(shù)和施工工藝，確定了深淺高低壓力和間歇性注漿時間，以及底板注漿錨索的封孔方法等，采用三次噴射混凝土方法，確保了巷道的注漿效果。

(4)提出一種在穿多層傾斜軟巖巷道中應(yīng)用的全斷面非對稱支護技術(shù)，頂幫采用“初噴+高強錨桿+復噴+注漿錨桿+注漿錨索+終噴”、底板采用注漿錨桿+注漿錨索+硬化底板”深淺耦合注漿的聯(lián)合支護方式，在生產(chǎn)現(xiàn)場有效地控制了穿多層軟巖巷道變形。