柔模混凝土支護技術在松軟地層巷道施工中的應用

李世海

摘 要：柔模混凝土支護技術是指預先制作柔性模板，通過錨桿和鋼筋網將柔性模板固定在巷道周邊，采用混凝土泵將自密實混凝土拌和物灌入柔模中，利用柔模透水不透漿的特性，將混凝土中多余的水分濾出，降低水灰比，提高混凝土早期和后期強度。待混凝土硬化后，在其表面噴射一層混凝土。這樣在巷道周邊就形成一個柔模混凝土連續碹支護結構，相當于在巷道外側人為的加上了一層混凝土連續密封層。該結構整體性高，密封性好，施工工藝簡單，速度快，成本低，該支護技術近年來逐漸在松散巖層等不良地質條件下的地下工程中得到推廣應用，取得了較好效果。

關鍵詞：柔模泵注混凝土;松軟地層;巷道施工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.097

1 工程概況

本文所述巷道位于砂巖層中，其膠結程度差、屬軟弱巖層，厚度較大，易冒落。掘進時巷道頂、底、幫均出現淋水、滲水。圍巖、沙巖經水浸泡后均成散或糊狀。根據該巷道的使用功能，防滲要求高，原設計采用現澆混凝土砌碹支護，施工速度慢，勞動強度大，防滲性能差，為此采用了一種適合含水地層大斷面軟巖硐室支護并滿足防滲要求的柔模泵注混凝土支護技術。

2 支護參數

（1）一次支護采用錨網噴支護，錨桿規格Φ20×2200mm，錨桿間排距為800×800mm，采用兩節Z2370樹脂錨固劑加長錨固，鐵托板規格120×120×10mm，錨桿預緊力40～50KN。錨桿施工時錨桿外露長度為50mm。（2）二次支護采用柔模混凝土連續碹支護。柔性模板規格12×1.8×0.2m，（長×寬×厚），柔模長度中心線兩邊各2.5m范圍內加厚至0.25m，便于頂部混凝土施工時流動;錨桿為通長粗螺紋等強錨桿，主要起吊掛柔模的作用。規格Φ20×1400mm，錨桿間排距為850×850mm，采用一節Z2370樹脂藥卷錨固劑全長錨固，鐵托板長寬厚規格為150×150×10mm。錨桿施工時錨桿外露長度為250mm;柔模混凝土強度C30，厚度200mm。（3）柔模泵注混凝土施工完成后，噴射厚度為80mm、強度等級為C20的混凝土進行整形及封閉縫隙。

3 施工技術要求

柔模混凝土支護方案總體施工工藝流程包括：掘進出矸→臨時支護→鉆錨桿眼→掛鋼筋網、架設托梁、安裝錨桿→噴射混凝土→打錨桿眼、安裝等強錨桿→掛柔模、架鋼筋網→泵送混凝土、現澆柔模碹→噴射混凝土封閉柔模混凝土碹體。

（1）錨桿施工技術要求。因掛設柔性模板的錨栓孔間排距是提前預留的，因此對錨桿施工的間排距要求比較嚴格。

1）施工錨桿前先沿巷道頂板中心線掛線，然后沿巷道斷面方向用鋼卷尺配合自動噴漆將錨桿點進行定位;施工錨桿時考慮到一次支護時已經施工了錨桿，在二次施工時難免會碰到二次施工錨桿點位和一次錨桿點位有重合的地方，因此二次錨桿施工間排距誤差控制在±50mm以內;2）錨桿孔深度誤差在30mm以內，以避免錨桿外露過長或過短;3）為防止巷道發生底鼓現象，幫底錨桿角度要求向下偏15°，其他錨桿打設方向均要求與圍巖表面垂直;4）錨桿間排距誤差必須控制在50mm之內，否則會影響柔模的支護質量;5）錨桿的預緊力矩或預緊力不少于設計值的90%，誤差較大時需要重新施加預緊力使其值在允許偏差范圍內。

（2）柔模掛設安裝要求。掛設錨桿需準確穿過柔模預留孔，將柔性模板綁扎在錨桿上。另外，柔模要用托板和螺母固定牢靠，防止在澆注過程中柔模下滑或變形。同時需要格外注意下面幾點：

1） 掛設柔模時將灌注口朝向巷內;2） 由拱頂向兩邊依次安裝柔模。找出柔模中間灌注口，先掛設中間灌注口兩側的預留孔，然后依次掛設其它錨桿預留孔，最后掛設幫預留孔，直至柔模全部掛設于錨桿之上;3） 考慮到水倉支護的防滲性要求及泵注混凝土成型后的柔模有一定的收縮，需將兩個柔模搭接部分的搭接繩系緊，以避免澆筑混凝土后出現空隙。

（3）混凝土泵送。利用混凝土輸送泵和輸送管道將自密實混凝土拌合物泵注到柔性模板內。柔模泵注口有兩層，施工時將兩層都和輸送軟管連接固定，混凝土輸送管末端軟管插入柔模澆注口不少于300mm，并用8#鐵絲綁扎3道，泵注口和軟管必須扎緊，防止在高泵壓作用下漿液外流;泵注混凝土從柔模中部（即巷道中線）開始向兩幫一次澆注完成。

當柔模內混凝土泵注接近飽滿時，暫停3分鐘，待柔模內多余的水分充分析出后再泵至密實，反復暫停-泵注不少于5次。混凝土泵送完成以后，迅速將軟管從柔模中取出，并用鐵絲扎緊柔模泵注口，防止頂部混凝土外流。

（4）噴射混凝土施工技術要求。嚴格按照《錨桿噴射混凝土支護技術規范》中規定的噴射混凝土施工技術規范進行施工，需要說明的是在本設計方案中，初期支護中噴射混凝土的作用一方面是封閉圍巖，提高圍巖的自穩能力;另一方面就是對巷道的成型質量進行校正，超挖的地方要填平，欠挖的地方可適當減少噴層厚度，總之就是保證初期錨噴支護完成以后，巷道表面的不平整度控制在±5mm之內，為現澆柔模混凝土碹體提供較好的賦存環境。

4 結語

（1）柔模混凝土現澆碹是該復合支護方案的核心，它起主要的承載和抗滲作用，柔模混凝土施工一段距離以后在柔模混凝土碹體表面噴射一層混凝土，主要起封閉柔模碹體和加強兩相鄰柔模碹體接縫處的抗滲能力。（2）初期錨噴支護是柔性支護，巷道掘進完成以后圍巖應力重新分布，錨噴支護對圍巖進行主動加固的同時，允許圍巖有適當的變形;二次及三次支護是剛性支護，當圍巖變形到一定程度以后，及時進行現澆柔模混凝土碹，控制圍巖的變形。（3）通過施工后位對混凝土強度測試表明混凝土支護強度達到設計標準，通過對柔模支護后巷道位移監測發現，巷道兩幫及頂底板移近量小于50mm，可認為巷道處于穩定狀態。（4）通過對施工后巷道表面觀察，巷道周邊均沒有出現漏水滲水現象，柔模支護后巷道防滲效果較好。

參考文獻：

[1]田俊寶.柔模混凝土支護在沿空留巷中的應用[J].煤，2018（03）

：59-60.

[2]董方庭.巷道圍巖松動圈支護理論及應用技術[M].煤炭工業出版社，2001.

作者簡介：李世海（1984-），男，云南昭通人，本科，講師，國家一級建造師，研究方向：土木工程施工。