锚注加固措施在破碎围岩巷道中的应用.doc

1、1锚注加固措施在破碎围岩巷道中的应用摘要：本文根据巷道围岩特性和巷道受压破坏情况，采取合适的巷修、注浆施工方案，并详细介绍了施工工艺，本文给类似工程的修复加强支护提供了借鉴经验。 关键词：围岩破碎；巷道受压变形；注浆；效果检验 Abstract: This article according to the tunnel adjacent formation characteristic and the tunnel bearing destruction situation, adopts the appropriate lane to repair, the note thick liqui

2、d construction plan, and introduced in detail the construction craft, this article has provided the model experience to the similar project repair enhancement supports and protections. Key word: The adjacent formation is staveTunnel bearing distortionNote thick liquid Effect examination 中图分类号：TU761

3、1 概况 刘庄煤矿西区西翼 2 号回风石门巷道设计总工程量 509.63m，巷道净宽 5000mm,净高 4000mm，采用 29U 型钢支架水泥背板花背和喷射 C20 砼联合支护。巷道断面为带 7扎角半圆拱形。巷道所穿过岩性为 16-21 煤、砂质泥岩、泥岩等。砂质泥岩：灰灰白色，裂隙节理发育，岩芯破碎，岩石完整性差，易吸水膨胀；16-1 煤, 黑色,厚度为 1.2m,鳞片状粉末状为主；泥岩，灰色，性软，易碎。巷道在施工完成后一段时间内开始卸压，致使巷道受压变形，巷道净宽每帮最大变形达到 300600m，净高下沉达 200500mm，甚至局部 29U 型支架破坏，而影响巷道的安全使用。 （见

4、示意图 1） 图 1 巷道变形前、后对比图 2 施工方案 2.1 巷修施工 先对巷道支架严重变形破坏的地方进行改棚巷修及复喷施工，使其达到设计尺寸，并将巷道局部底鼓处，进行卧底、轨道调整施工。 2.2 锚注施工 对巷道的破碎松散围岩和高压应力区巷道，采用巷道壁后注浆加固处理，使浆液充填和胶结围岩的裂隙，在巷道的外围形成完整的注浆帷幕，并与围岩、U 型棚、喷射混凝土支护共同形成有效的承压组合。由于注浆使得巷道外围组合拱厚度的加大，有效地提高了支护结构的承载能力，阻止巷道的变形破坏，从而确保巷道的长期安全使用。 注浆时应控制在已有支护围岩稳定结构开始恶化的最初阶段,通过巷道围岩变形速度的量测和喷层

5、裂缝等宏观支护效果综合判断。根据观测的结果，锚注施工滞后迎头 70100m 进行，此时围岩已稳定一段时间,喷层开始破裂, 复喷至 100150mm，喷层完整,并注浆加固。 33 锚注技术参数 3.1 锚注材料 注浆材料以单液水泥浆为主，注浆水泥采用 PO425 普通硅酸盐水泥，水灰比为 0.7：1.0 或 1：1；若单孔注浆压力小，注浆量稍大，也可在单液水泥浆中加入水泥量的 15%20%粉煤灰与其均匀搅拌注入，以节约材料，降低成本。若单孔吃浆量过大时（即水泥量超过 1.5 吨） ，对该孔采用水玻璃和水泥双液浆注浆封孔。水玻璃浓度为 4245Be ，模数为 2.53.0，用量为水泥重量的 3%5

6、%。 3.2 锚注钻孔的规格 锚注钻孔的间排距：1.6m1.6m，如孔眼在 U 型棚上排距可放大或缩小 200 mm，正顶板施工一根锚注锚杆，然后按间距 1.6m 向下排。钻孔角度与巷道轮廓线垂直，巷道底脚注浆锚杆与巷道底板成 3045夹角，其余锚注锚杆均与巷道轮廓线最小角度不小于 75。 （锚注锚杆布置情况见附图 2）注浆孔直径 28mm，孔深 2500mm。 3.3 锚注锚杆的规格及安装锚注锚杆布置情况见附图 2 锚注锚杆采用无缝钢管制作，钢管直径 22mm，壁厚为 2.5mm，长度 2000mm，杆体上每隔 300mm 按 T 字型梅花布置 6mm 出浆孔；端部车出长 70mm 的丝扣，

7、制作 M20 螺纹，配蝶形托盘。终端加工呈扁状，以增加注浆出口压力。 （锚注锚杆规格见附图） 在锚注管外段 200mm 处缠绕麻丝（棉丝） ，将其装入眼孔，管头外露不大于 50mm，用水泥或矿用树脂药卷封眼口，封堵严实，以防脱锚。 3.4 注浆扩散半径及注浆压力 41)注浆扩散半径 注浆扩散半径按巷道围岩裂隙考虑，取 3.55.0m。 2）注浆压力，根据刘庄煤矿锚注施工经验：对巷道顶部注水泥浆压力为 1.02.5Mpa，帮部注水泥浆压力为 1.02.0Mpa。 3.5 浆液配制 1)单液水泥浆的配制 配制水泥浆时，按设计配合比配制，力求加料严格准确，并搅拌均匀，纯水泥浆液的配制见表 1。 表

8、1：纯水泥浆液（不加附加剂）现场配制表 2）现场每桶浆液配制 搅拌桶容积 0.39m3，满桶时：用水 300 公斤、水泥 6 袋；桶 2/3 处：用水 200 公斤、水泥 4 袋。 4 施工方法及锚注施工设备 4.1 压水实验 每孔终孔测水后接通输浆管路进行压水试验，压力由小到大逐步升压到终压或注清水 1 分钟。 4.2 注浆 1）工艺流程：单液水泥经二次搅拌 注浆泵控制阀孔口管 岩层裂隙 2）椐压水结果，确定起始浆液配比。 53）压力调整：注浆压力有时渐变，有时成波状，调整压力应与孔内情况、浆液浓度等密切配合，当浆液浓度确定之后，用人为的方法控制泵量，使压力达到终压。 4）浆液调整：浆液在岩

9、层裂隙中析、充填阶段中如压力和注浆量稳定不变，应逐级加大浆液浓度，如压力上升快，进浆量很快减小，应依次降低浆液浓度，每改变一次浆液浓度持续 2 分钟。 4.3 注浆准备工作内容： 安装就位注浆泵，搅拌筒、清水桶、浆液桶及管路，形成注浆系统。4.4 钻眼施工 1）钻眼工作 钻眼采用 YT28 型凿岩机或风动锚索机，钻头选用十字型或一字型钻头，直径 2742mm。施工前，按锚注孔的设计间排距用有颜色的涂料标出孔位，再按设计孔深钻出锚注孔，并随后用扫眼器将孔清扫干净。2）安装锚注锚杆 为满足锚注锚杆的承压要求，现场安装锚注锚杆时，对其锚头外端马牙扣处缠绕麻丝（棉丝缠绕 150200mm）使其膨胀固定

10、,锚注锚杆露出巷道喷浆表面 3040mm。每根锚注锚杆，先用水泥封堵后再采用两卷K2350 型树脂药卷进行加固封堵以确保锚注锚杆的安装质量。 3）注浆顺序 注浆顺序按间隔 3.2 米对巷道自上而下实施注浆两遍后，再在中间 1.66米处打一排注浆孔进行第二次注浆。施工中每 20 米为一段，上一断施工结束后方可施工下一断。注浆结束后将锚注锚杆用大锤砸平。 5、跑浆处理 在注浆过程中出现跑浆时，主要采用下述方法进行处理：一是提高浆液的浓度，进行间歇注浆；二是采用双液浆的处理方法；三是对跑浆处可视具体情况用棉纱打钎塞堵裂缝，如遇大面积跑浆时，对该处进行挖补修复，待养护凝固，有一定强度后，在附近打眼注浆

11、；四是采用带有鱼鳞扣的套管注浆。 6、劳动组织 注浆作业人员一般四人。其中开机 1 人，负责控制注浆压力及操作注浆机的开停，注浆机的日常维修以及记录注浆孔号、注浆压力、注浆量等原始资料；孔口管理 1 人，负责装卸注浆锚杆与注浆机出浆管的连接，以及观察并处理巷壁渗浆及漏浆；运料拌料 2 人，负责运料并在注浆时充分搅拌水泥浆及吸浆笼头的管理。 7、设备选型表 8 锚注作业的技术质量管理及有关措施： 8.1 锚注孔施工技术要求 在施工锚注孔时，严格按照设计间排距布置，间排距误差控制在土100mm 以内，孔深误差控制在100mm 范围以内，帮、顶部锚杆角度不小于 75 度，底脚锚杆与底板成 3045角

12、。 78.2 注浆系统的调试技术要求 注浆前，先对各连接管路、阀门、设备等进行检查后用清水调定注浆压力到需要的规定压力。 8.3 浆液制作及注浆技术要求 浆液制作时，严格掌握注浆参数、浆液配比，水灰比和注浆终压，满足设计要求。 注浆中，当注浆孔达到设计终压后，降低流量 10 分钟，即可停机关闭注浆阀，再开启泄压阀后才能换孔注浆。注浆阀待浆液初凝约半小时后，方可拆卸。注浆结束后要封孔。 浆液需充分搅拌均匀，并在放浆口处设置过滤网，以防结块小泥等杂物吸入浆管内。 注浆的孔口阀门应待注浆后半小时拆除。拆下的阀门要及时清洗干净，然后涂抹机油备用。 8.4 注浆作业的质量管理 1）组织成立技术工种专业队

13、伍 注浆设备由专人负责。负责观察和控制注浆压力及注浆泵的操作和日常维修工作。锚注孔内注浆由专人负责，负责装卸锚杆与注浆泵出浆管的连接，以观察并处理渗浆和漏浆。其余工种配合注浆工作，确保其施工质量。 2）加强注浆作业的质量管理 注浆作业中，其注浆量的大小，注浆质量的好坏均具有隐蔽性强的特点。因此，质量控制的日常管理工作尤为重要。要求专人负责对注浆8孔号，注浆压力，注浆量做好原始资料记录和整理，以便于以后分析和评估注浆效果。 8.5 注浆效果检查 根据对于锚注工程验收管理内容规定：注浆工作结束后、在二排注浆孔中间打检查孔，压入清水，在压力 2Mpa 下，注水量小于 0.1m3/min时为合格。 9 结束语 巷道壁后注浆以后，通过几个月巷道变形观测数据显示，经注浆后的巷道围岩的自身承载力提高了，巷道变形量微小，并渐趋稳定，浆皮开裂、支架受压破坏现象得到遏止。取得了工期、安全、质量等方面益处，为类似地质情况下工程的施工带了成功的经验。