—200泵房硐室群支護(hù)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

張春成

摘 要：通過該礦以前的地質(zhì)方面的資料和水文情況，硐室所在位置壓力比較大，周圍已有巷道為外水倉近東西方向，變形、破壞較小；但呈西北方向的外水倉通道變形、破壞較重；呈東北方向的變電所也表現(xiàn)出較大的變形和底臌；呈近南北方向的泵房、配水巷也出現(xiàn)了較大的變形、破壞和底臌，說明該區(qū)域水平地應(yīng)力為東西方向最大，南北方向較小。提出了泵房硐室群支護(hù)設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用結(jié)果表明，整個(gè)設(shè)計(jì)安全有效。

關(guān)鍵詞：泵房 圍巖 錨索束 底臌 澆注 礦壓觀測(cè)

中圖分類號(hào)：TD5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（c）-0103-02

1 泵房初始支護(hù)參數(shù)

泵房采用小斷面掘進(jìn)最后擴(kuò)至設(shè)計(jì)斷面，支護(hù)采用錨噴支護(hù)，錨桿采用直徑16L長(zhǎng)度為1500mm的圓鋼錨桿，每個(gè)錨桿使用一卷Z2360樹脂錨固劑加長(zhǎng)錨固，錨桿的間排距為800×800mm，錨桿外面使用鐵托盤，金屬網(wǎng)采用直徑6mm的鐵絲編制成100×100mm的網(wǎng)格，金屬網(wǎng)的大小為1.0×1.5m，采用噴漿支護(hù)，厚度120mm。

配水巷和配水聯(lián)巷采用錨桿加噴漿澆注支護(hù)，第一次支護(hù)時(shí)使用直徑16L長(zhǎng)度為1500mm的圓鋼錨桿全長(zhǎng)錨固，噴漿封閉圍巖，噴漿厚度為30mm，噴漿要做到表面平整密實(shí)，墻基無裸露，噴射砼強(qiáng)度不小于C20。噴射混凝土水泥標(biāo)號(hào)為425#普通硅酸鹽水泥，石子直徑小于3～5 mm。后期澆注，厚度為300mm。

水倉支護(hù)：現(xiàn)水倉支護(hù)為φ22L2000強(qiáng)力錨桿全錨噴漿支護(hù)，間排距800×800mm。

2 圍巖松動(dòng)圈測(cè)試與分析

對(duì)泵房和配水巷進(jìn)行圍巖松動(dòng)圈測(cè)試第一處測(cè)點(diǎn)的周圍巖石比較破碎，破碎范圍為1.8m，第二處測(cè)點(diǎn)周圍巖石破碎范圍為1.0m，這就說明配水巷的周圍巖石破碎范圍不是很大，在可以控制范圍內(nèi)。泵房第一處、第二處測(cè)點(diǎn)周圍巖石破碎范圍為1.7m；這就說明泵房的周圍巖石破碎范圍較大，大部分巷道用錨桿支護(hù)會(huì)失去支護(hù)作用。在掘進(jìn)過程中巷道頂板壓力大、頂板破碎或遇構(gòu)造時(shí)，根據(jù)頂板情況適當(dāng)加密錨索。

綜合各種情況表明，泵房和水倉等巷道所在巖石層位比較差，壓力比較大，屬于壓力比較大的軟巖巷道。

3 泵房擴(kuò)斷面的技術(shù)要求及技術(shù)參數(shù)

3.1 泵房支護(hù)的技術(shù)要求及參數(shù)

泵房支護(hù)用以錨桿加錨索外層噴漿的支護(hù)方式為主，當(dāng)支護(hù)完成后，根據(jù)頂板壓力情況再進(jìn)行第二次支護(hù)，再配合適當(dāng)?shù)淖{材料進(jìn)行注漿對(duì)巷道周圍巖石進(jìn)行加固，采用底板反拱和巷道底角打錨索控制來預(yù)防底臌。具體技術(shù)參數(shù)如下所示。

錨索：采用直徑17.8mm的鋼絞線，每根錨索長(zhǎng)9m，每根錨索需要用4卷Z2360型樹脂藥卷錨固，配備一個(gè)250×250mm的木托盤和一個(gè)250×250mm的鋼托盤。幫錨索要根據(jù)巷道壓力情況，當(dāng)巷道壓力比較大的時(shí)侯要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)打。

錨桿：選用直徑22mm高強(qiáng)度左旋螺紋鋼錨桿，每根錨桿長(zhǎng)度為2.4m，每根錨桿需要用2卷Z2360型樹脂藥卷錨固，使用φ120鋼托盤。錨桿的間距排距均為700mm。

噴射混凝土：噴漿總厚度120mm。

3.2 底臌治理的技術(shù)參數(shù)及技術(shù)要求

由于泵房距離地面比較深、巷道壓力比較大、周圍巖石比較破碎，因此巷道容易產(chǎn)生底臌現(xiàn)象。為了更好的消除和減小底臌影響，采用兩種方法來消除和治理這種影響。

3.2.1 巷道兩幫底角多根錨索支護(hù)

根據(jù)數(shù)值模擬結(jié)果，巷道底角最大應(yīng)力集中線與水平面夾角為45左右，正是因?yàn)橄锏赖捉堑膲毫Ρ容^集中和其它部位壓力轉(zhuǎn)移的影響，使得巷道底板的底臌比較嚴(yán)重。

底角采用多根錨索組成的錨索束的方式。錨索束的組成為3根直徑17.8mm的鋼絞線，錨索的長(zhǎng)度為9m，設(shè)計(jì)鉆孔直徑為80mm，注漿管直徑為42mm；注漿鉆孔直徑為50mm。孔口用生麻或棉絲添堵壓實(shí)后再用樹脂藥卷填實(shí)，待樹脂藥卷起到作用后再進(jìn)行注漿加固，注漿一天以后要及時(shí)進(jìn)行張拉錨索。

3.2.2 澆筑底板底拱

底板反底拱也是防治底臌的有效辦法，雖然有吸水小井的影響，使得底板反底拱出現(xiàn)部分中斷，但是仍然可以起到一定的防治作用。經(jīng)過確定反底拱半徑為9.7m，中線最低處為800mm，澆筑混凝土為C20，并鋪設(shè)25號(hào)U型鋼加強(qiáng)底板支護(hù)的作用，U鋼拱底緣曲率半徑為9.57m，弦長(zhǎng)5.8m，鋪設(shè)排距為800mm，U鋼底部先鋪設(shè)100mm后的混凝土鋪底，然后再架設(shè)U鋼拱，再澆筑混凝土最終要達(dá)到要求規(guī)定的厚度。

3.3 注漿加固的技術(shù)要求

由于巷道周圍巖石條件差、周圍巖石比較破碎，所以注漿加固周圍巖石是保證巷道壓力穩(wěn)定的最好方法，也是保證泵房硐室群能夠形成一個(gè)整體的關(guān)鍵。

注漿設(shè)計(jì)采用所有的巷道和硐室都注漿，這樣可以保證形成整體的加固效果，處于這樣的考慮，在泵房、吸水小井峒室、配水巷、配水聯(lián)巷、水倉等巷道和硐室均需注漿；注漿孔深度采用2.4m注漿孔注漿，但在配水巷頂部采用4.0m深的注漿孔進(jìn)行注漿。泵房底板注漿孔深度為9m，主要是為了防止巷道底臌的發(fā)生，并對(duì)吸水小井穩(wěn)定起到一定的作用。

泵房和吸水小井巷道使用注漿錨桿對(duì)巷道進(jìn)行注漿，注漿錨桿的排距2.1m。使用水泥漿液，水泥標(biāo)號(hào)為標(biāo)號(hào)為42.5的普通硅酸鹽水泥，要保證有一定的水灰比和注漿時(shí)注漿的壓力。

在實(shí)際巷道施工中，錨桿無法買到或不方便應(yīng)用，采用在兩排錨桿之間打單獨(dú)注漿孔進(jìn)行水泥漿注入，其它方面參照原來的技術(shù)設(shè)計(jì)。

4 礦壓觀測(cè)的技術(shù)參數(shù)和要求

4.1 觀測(cè)內(nèi)容與測(cè)站布置

計(jì)劃布置2組主要測(cè)站，其中第一組測(cè)站布置于距泵房入口15m處，分別布置表面收斂測(cè)點(diǎn)、多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)點(diǎn)和錨桿、錨索受力儀表。第二組測(cè)站待注漿、復(fù)噴完成后布置在距變電所入口15m處，分別布置表面收斂測(cè)點(diǎn)、多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)點(diǎn)、測(cè)力錨桿和圍巖應(yīng)力測(cè)點(diǎn)。

4.2 測(cè)點(diǎn)布置

（1）表面收斂測(cè)點(diǎn)。收斂測(cè)點(diǎn)布置在頂、底板和兩幫，用風(fēng)鉆打孔，孔的深度為200mm的。

（2）多點(diǎn)位移計(jì)測(cè)點(diǎn)布置。同表面收斂一樣，布置于巷道頂板和兩幫的中部。

（3）測(cè)力錨桿。將測(cè)力錨桿安裝到指定位置（與錨桿安裝類似），測(cè)量時(shí)由數(shù)據(jù)采集器采集讀數(shù)，不用記錄，然后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，由軟件直接整理。

（4）錨桿、錨索受力儀表布置。選擇一個(gè)斷面，在錨桿和錨索上安裝測(cè)力儀表。

（5）圍巖應(yīng)力分布觀測(cè)儀布置。在泵房?jī)蓭透鬟x擇一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)，采用φ42鉆孔，深度8m，安裝探頭，對(duì)圍巖應(yīng)力分布進(jìn)行觀測(cè)，探頭安裝。測(cè)量時(shí)由數(shù)據(jù)采集器采集讀數(shù)，不用記錄，然后傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，由軟件直接整理。

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