大坡度斜巷大跨度交岔點的施工工藝研究

成 琦 房萬偉 范美玲

(新礦內蒙能源福城礦業有限公司, 內蒙古 鄂爾多斯 016217)

1 巷道概況

新汶礦業集團公司福城煤礦位于內蒙古鄂爾多斯市西南，隸屬內蒙古自治區鄂托克前旗上海廟鎮管轄，為寧夏靈武煤田向北伸延部分。煤層基本構造形態為向東傾斜的單斜構造。+240 軌道片口交岔點位于福城煤礦+150m 水平，全長23.8m，最大跨度9.3m。

2 交岔點施工工藝

+150m 軌道暗斜井反掘為軌道、皮帶運輸聯合運輸巷道，采用鉆爆法、反掘上山的方式，20°上坡施工。前期+150m 軌道暗斜井反掘先按照正常斷面施工至交岔點起點以上5m 處，然后按照施工大樣圖自上往下進行刷大斷面。交岔點施工時先施工上分層，上分層施工到位后再起底。上分層巷道高度不超過3.5m，便于人員操作。

2.1 傳統工藝

以往施工交岔點，多采用繪制施工大樣圖的方式進行擴幫放頂，現場施工時采取下落腰線的方式來控制頂板及兩墻高度。由于每米數據需要調整，且數據量較大，此種方法，現場施工人員容易出現混淆造成技術失誤，牛鼻子處兩幫直墻矮、斜墻處拱肩窄，不美觀，不實用。

2.2 創新工藝

牛鼻子交岔點施工順序：+240 軌道片口交岔點自+150 軌道暗斜井L18 點前77.8m 處（交岔點的起點）開始，按照20°下坡施工交岔點23.8m。通過繪制施工大樣圖，將整個交岔點分為24 個斷面，根據作圖可計算出交岔點每米的開幫放頂參數，然后以不同的數據在現場控制中腰線，進行畫弧。較以往不同的是，在繪制每米斷面圖時，不再采用以前根據量取的每米的中線、腰線參數進行繪制斷面，而是自第一米開始，就將兩幫直墻高度設定為高1.8m，采用三心畫圓的方式將頂部圓弧畫出來，僅調整施工中線即可，現場便于控制，從而避免了技術失誤，也提高了交岔點的美觀性、實用性，保證了牛鼻子交岔點處不會出現墻矮、斜墻拱肩不會瘦。

現場施工過程：交岔點施工的關鍵是現場對中腰線及每米畫弧點、畫弧半徑的控制。自+240 軌道片口交岔點起點開始；（1）交岔點每進1m(斜距)，偏中線左偏增加234mm/m，半徑增加117mm/m，全寬增加234mm/m；（2）腰線不變，仍然按照20°下坡施工，僅根據巷道寬度的變化改變畫弧點及畫弧半徑（如圖1、2 所示）。在現場實際施工過程中，如若出現巷道高度較高、矸石多，無法實現正常畫弧，為保證巷道成型及施工質量，通過分段量取弦長的方式控制頂板弧形（如圖3 所示），確保交岔點的美觀效果。

圖1 +240 交叉點施工大樣圖（中線）

圖2 +240 交叉點A-A（剖面）圖（腰線）

3 交岔點的支護

3.1 圍巖條件分析

+240 車場為福城礦業公司礦井延深的開拓重點工程，而+240 軌道片口交岔點是整個+240 水平提升運輸、物料設備供應的重要環節，服務年限長，作用大。+240 軌道片口交岔點施工層位主要為9 層煤頂板細砂巖和粉砂巖，巷道埋深1000m，圍巖較為穩定，但是交岔點跨度大，埋深大，且非一次性成巷，進一步影響了圍巖的應力分布。

圖3 +240 交叉點弦長控制圖

3.2 支護參數

+240 交岔點采用二次錨網噴+錨索桁架梁方式支護。

一次支護采用錨網噴支護， 錨桿采用MSGLD-335 等強螺紋鋼式樹脂錨桿（Φ22mm×L2400mm），錨桿間排距1000mm×1000mm，成排成行布置，托盤采用屈服強度不小于235MPa 的鋼材制作，規格為150×150×10mm；網采用Φ6.0mm 經緯點焊鋼筋網，網格尺寸100×100mm；一次支護段，噴漿滯后迎頭不大于50m，噴漿厚度70mm。噴漿前在錨桿上栓10#鐵絲并引出噴層之外，作為布置二次支護錨桿的標志，并用作二次支護時栓金屬網，一次支護噴漿后厚度達不到120mm，嚴禁進行二次支護。

二次支護采用錨網噴+錨索聯合支護。錨桿采用MSGLD-600(X)等強螺紋鋼式樹脂錨桿（Φ22mm×L2400mm），與一次支護錨桿呈五花布置，托盤采用屈服強度不小于235MPa 的鋼材制作，規格145×145×10mm；網采用 Φ6.0mm 經緯點焊鋼筋網，網格尺寸100×100mm。二次錨網支護，噴漿厚度30mm。二次支護后砼體總厚度為150mm。因交岔點處巷道較高，出于安全考慮，二次錨網支護跟迎頭。

交岔點打設錨索桁架梁加強支護。+150 軌道暗斜井反掘，在巷中左右偏1000mm 處打設錨索加強支護，錨索間排距2000×2000mm；+240 車場，在巷中左右偏1500mm 處打設錨索加強支護，錨索間排距3000×2000mm。錨索采用1×7 結構Φ21.6×L6200mm 鋼絞線，每棵錨索配5 支樹脂錨固劑，錨索托盤規格為300×300×16mm。錨索與二次錨桿同時打設，噴漿時蓋住錨索托盤，防止后期錨索崩斷傷人。錨索替代相應位置二次支護錨桿，打設錨索處不再打設錨桿。錨索梁采用錳鋼帶（150×20mm）或11#工鋼字，具體桁架梁布置如錨索桁架梁施工大樣圖圖4 所示。

圖4 +240 交叉點錨索桁架梁施工大樣圖

4 結論

巷道交岔點施工工藝創新采用了設定兩幫直墻高度的方法，僅調整施工中線，控制畫弧點、畫弧半徑，現場便于控制數據。采用此種工藝最大程度地避免了技術失誤，也提高了交岔點的美觀性、實用性，保證了牛鼻子交岔點處不會出現墻矮、斜墻拱肩不會瘦，巷道斷面利用率高，比傳統工藝至少減少5d 以上工期。通過觀測，巷道圍巖變形量極小，基本實現免維護，承壓效果好，該礦在+320 交岔點施工時也同樣采用此工藝，同時可以在類似巷道交岔點工程中實踐應用。