砌碹巷道壁后注漿加固研究與應(yīng)用

唐長路

（山西潞安集團和順一緣煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉中 032700 ）

巷道掘進后，原巖的三向受壓原始狀態(tài)變?yōu)閮上蚴軌籂顟B(tài)，表部巖體失去一體性，巖體的松動破碎圈逐步向深部擴展[1-2]。再加上工作面回采應(yīng)力場的不斷移動，當(dāng)其反復(fù)受到采動應(yīng)力和集中應(yīng)力作用后，巖體強度大大下降，圍巖裂隙進一步發(fā)育，圍巖礦壓顯現(xiàn)逐漸明顯，巷道支護較為困難[3-4]。

1 工程概況

和順一緣煤業(yè)猴車巷為半圓拱砌碹支護，巷道寬3.0m，高2.8m。5#聯(lián)絡(luò)巷為錨網(wǎng)索支護，巷道寬3.0m，高2.5m。平面簡圖如圖1 所示。

猴車巷與5#聯(lián)絡(luò)巷處碹體壁后存在空洞，碹體受力不均，兩幫來壓后擠壓碹體，造成碹體頂部開裂變形，形成尖頂，碹體變形極為嚴(yán)重，斷面縮小，影響猴車巷行人安全。

決定對變形段碹體壁后進行注漿充填，注漿完成后進行錨索+鋼筋網(wǎng)加固補強。

2 注漿加固

2.1 加固原理

注漿可將碹體壁后空洞區(qū)域進行充填，使碹體受力均衡。注漿材料的粘結(jié)性能，可以改良弱面的粘結(jié)性能，提高混合體的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，增加混合體內(nèi)部間移動阻力，進而改善結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性[5-6]。在破碎塊體注漿加固中，料漿在壓力的作用下擠入或滲進到破碎塊體的大大小小的空隙中去，料漿固結(jié)后，與巖體包裹鉸接在一起，這些凝結(jié)的材料在巖塊體內(nèi)形成了新的網(wǎng)骨結(jié)構(gòu)。

注漿后，注漿范圍內(nèi)的圍巖增加了由新材料形成的脈系。這些材料脈系在巖塊體中呈現(xiàn)大小各異的片狀或條狀，但又相互聯(lián)系構(gòu)成了新的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將裂隙附近的巖塊單元重新轉(zhuǎn)變成三向受力形態(tài)，大幅增強了破碎巖塊體的承壓強度。同時，圍巖破碎巖塊體注漿加固后，固結(jié)后的料漿固化體將填滿圍巖的裂隙，讓破碎巖塊體組合成一體，明顯提升承載性能，提高巖體整體的強度，減小道形變量。

2.2 注漿方案

幫、頂注漿孔沿巷道斷面成排、五花眼布置，排距3200mm，間距1600mm，孔深5000mm，注漿孔直徑43mm。注漿孔布置方式如圖2 所示。

注漿孔一次成孔，注漿管采用長度1500mm、直徑42mm 鋼管。

圖2 注漿孔布置示意圖

（1）水灰比

根據(jù)試驗結(jié)果，選定水灰比為0.8:1。

（2）注漿壓力

從以往的施工經(jīng)驗來看，如果圍巖有明顯的裂隙，壓力一般低于2MPa；如果圍巖嚴(yán)重破碎，一般低于1MPa；裂隙度一般時，壓力選在1～2MPa之間。若巖體較軟弱，注漿壓力不得大于抗壓強度的1/8，以防整體破壞。對于滲入性差的巖體，可以通過多布置注漿孔來解決，不可以靠提高注漿壓力，否則會導(dǎo)致注漿失敗。

據(jù)猴車巷破碎情況以及實驗的滲透范圍，確定注漿壓力為1.5MPa。施工過程中，待注漿達到設(shè)計壓力后，關(guān)閉注漿泵，當(dāng)注漿壓力明顯下降時，再點動開啟，直至注漿壓力基本穩(wěn)定在1.5MPa 不再下降，即可停機換孔。

2.3 注漿工藝

采用FBY50/70 型注漿泵(帶注漿拌料桶)，注漿泵布置在猴車巷需注漿巷道中，采用全長一次注漿方式，注漿按由低至高的方向進行。

現(xiàn)場選用攪拌桶制漿，按水:水泥=0.8:1的比例，先加入清水，再按比例加入水泥，水玻璃為水泥漿體積的3%～5%，混合均勻，可以開始注漿。

3 錨索加固

對變形段碹體壁后注漿充填后，進行錨索+鋼筋網(wǎng)加固補強。錨索布置排距1600mm，每排3 根錨索，間距1720mm。錨索垂直碹體表面進行打設(shè)。如圖3 所示。

圖3 錨索加固示意圖

4 治理效果

為了監(jiān)測頂板移近量，在注漿后每隔20m 設(shè)置圍巖深部位移測站。每個測點安裝一套深基點位移計，安裝在巷道頂板中部。在測點位置施工一個直徑32mm 的孔，安裝一個深基點位移計，鉆孔深度6.0m，依次在6m、5m、3m、1.5m 深度處各安裝一個讀數(shù)管。

每周監(jiān)測一次，通過統(tǒng)計得出治理后的前6 周平均每周的位移量為5mm/周；治理后的1～5 周期間平均位移量大約為3mm/周；6～10 周期間平均位移量大約為2mm/周；11～15 周期間總位移量大約為1mm，基本趨于穩(wěn)定?？梢钥闯觯ㄟ^綜合治理后，圍巖變形速度較慢，圍巖得到了良好的控制。