錨梁（帶）網索支護大斷面硐室支護技術

王志敏

摘要：施工特大斷面硐室，采用錨梁（帶）網索支護成功地取代了以往采用的混凝土砌碹支護和架硼支護。

關鍵詞：特大斷面硐室；錨梁（帶）網索支護；分層分段正臺階施工方法

一、硐室斷面規格和支護形式選擇

1、斷面規格

該硐室為三心拱斷面，設計總長度為21m，硐室掘斷面寬12m，掘高5.6m，斷面積為56.9㎡，凈斷面寬11.4 m，凈高5.3m，凈斷面積為52.3㎡，屬于特大斷面硐室。由于硐室斷面跨度大、施工工藝比較復雜、所使用年限比較長（為礦井服務年限），所以對巷道支護方法，支護材料，工程質量等要求都要從經濟、堅固、工期短和施工方便等方面綜合考慮。

2、支護形式選擇

原設計支護方式為混凝土砌碹支護，厚400㎜壁后充填100㎜，雖然支護強度大，整體效果較好，服務年限長，但是施工進度慢，工期長，支護成本高，安全可靠性差，受動壓影響易掉碹空頂，維護費用高。考慮到現有采掘情況，采區接替緊張，經多次技術論證，決定改進支護方式。根據巷道實際所處圍巖性質、地質結構和巷道寬度確定支護形式采用錨梁（帶）網索支護。

二、支護機理及參數選擇

巷道開掘以后，應力發生重新分布，在兩幫與頂底板附近都會出現一定范圍的塑性區，導致硐室圍巖穩定性下降。塑性區外圈雖然會發生一定程度的塑性破壞，但在三向應力的作用下，巖體承載能力仍然較大，應力大于原始應力；在塑性區內圈由于最大應力和最小應力的差值較大，圍巖破壞區破碎嚴重，巖體承載能力較底，應力低于原始應力。如果支護不及時或支護方式、支護強度達不到要求，就會產生圍巖破碎區，嚴重會導致冒頂，所以對支護方式選擇優為重要。現通過以下理論確定支護方式：

通過以上兩種理論計算得到硐室圍巖穩定性系數均小于1，說明單有錨梁（帶）網噴支護已不符合實際，則必須采用錨梁（帶）網索支護。

錨梁（帶）網索支護是在錨梁（帶）網噴支護的基礎上增加了錨索支護，由于錨索的補強作用，增加了錨桿支護形成的承栽結構的穩定性，使更大范圍的巖體承載。它適用于復雜困難條件巷道，包括大斷面巷道、放頂煤開采涉及的煤頂和全煤巷道、復合頂板和松軟破碎圍巖巷道，高地應力巷道、受采動和地質構造影響的巷道等。

硐室采用三次支護，首先使用錨網支護形成第一層組合梁，緊接采用4.3m錨索對第一層錨桿不穩定巖層進行穩定支護。形成第二層組合梁，由于所掘巷道跨度大、服務年限長、所處煤層厚（12.1m）、圍巖不穩定等因數；在第一次支護的基礎上進行第二次支護，采用15m錨索一次打到5#煤層頂板上，可將下部不穩定巖層錨固在上部穩定的巖層中，同時使預應力增加，保證巷道支護的穩定性。第三次支護是采用掛網噴射混凝土支護，是對錨桿群支護的基礎上形成統一的整體，增強了支撐力，并起道保護層的作用，使硐室達到設計的斷面。

三、巷道施工方式和支護工藝

硐室掘進采用EBZ-150A掘進機。正循環作業，掘一排，錨一排。先臨時噴漿，在二次噴漿。

根據硐室實際情況，鑒于硐室斷面大不能一次全斷面掘進，所使用正臺階和分段工作面施工方法，分上下二層和左右兩段。先掘左幫上部（Ⅰ）段6.5m， 待掘進5m，全部支護完后，再掘右幫上部（Ⅱ）5.5m，待支護完畢后，在掘左幫上部段，交替掘進，始終保持Ⅰ、Ⅱ兩段相距5m的距離。完成硐室全長，最后一次掘下部（Ⅲ）1.6的水墻。

工藝流程：敲幫問頂→斷面檢查→掘進→鉆2.2m的錨桿眼→安裝2.2m錨桿→掛金屬網（鋼筋梯形梁已和金屬網綁在一起）→鉆4.3m的錨索眼→安設4.3m的錨索→掘進→同以上流程步驟在支護一排后→鉆15m的錨索眼→安設15m的錨索→等硐室上部全部工程完工后，在一次掘下部1.6的水墻→鉆2.2m的幫錨桿眼→掛金屬網→上鋼筋梯形梁→安設2.2m的錨桿→進行第一次噴射混凝土50～100㎜。

四、技術要求

1、在施工過程時，應配技術員跟班作業，發現問題立即停止掘進。

2、在各段支護之間，兩金屬網搭接處必須保持100㎜的重疊，并用鐵絲綁緊。

3、嚴格施工質量，錨桿、錨索的深度、角度要符合設計要求。

五、結論

通過施工實踐和后期觀測證明，大斷面硐室采用這種施工工藝是可行合理的。它不僅能在硐室中適用，還可用于圍巖破碎、條件復雜的巷道、巷道過斷層時使用。

參考文獻：

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