网构钢拱架喷锚网联合支护在金川的应用.pdf

殇遍， 嚎2 为 阁 枷 7 。网构钢拱架喷锚网联合支护在金川的应用 金川公司井巷工程公司 划利助 J - 。- - 一 ． 提 要 本文主要介绍在金川不良岩层巷遭中． 应用的同袖钢拱槊喷锚网 联合支护结 构 型 式，特 点 ，施 工 固 序 爱其遇 到的问鹿 和解 决方 法 ． 金川二期矿 山 工 程 开 拓 总 量 2 5 5 0 0 m 5 1 0 0 0 0 m。 ，工程大部分布置在矿体 的 顶 盘，其中7 O 处于不良岩层中。所谓不良岩 层 ，主要 是指 多种岩 浆岩频 繁穿 插 的中薄层 大理岩，断层破碎带及其影响带，由于受到 多 次地质 构造 运动 的影响，纵横交错 的断裂 切割着岩层，其有较多的不规则结构面，完 整性受到很大破坏，呈散体碎裂结构，岩体 稳定性极差 ， 属流 变地 层 。 受矿 区主应力场的 影 响，其 主应力方 向为北 东3 0 4 0 。 ，而 且 是 压应 力 ，表层应力 较小， 随深度增 加地应 力 增大 ， 在2 0 0 5 0 0 m深测得 为3 0 5 0 MPa ， 巷道开挖后，她压大，来压快、地压持续时 间长，具有较大的收敛变形， 片帮，冒硬时 有发生 。 通 过实践 我们 探索 出对金川 不 良岩层 来说，巷遭开挖后，必须及时提 供 支 护 抗 力，采取先柔后刚，先让 后抗的支护型式， 曾先后采甩过喷锚网加现浇砼和 型钢支 架 加现浇砼的二次性支护方式，也采用过喷锚 网和双层喷锚 网多次复喷 的支护 方式 。这些 支护型式 都收到了较好 效果 ，但 也相 应存在 某 些缺点 。近 两年 来，我们学习隧道局 的成 功经验，采用 了网构钢拱架喷锚 网联合 支护 型式 ，收到 了较理 想的支护效果，使用 范围 正在 扩 大。 有 包矿山--I 9 9 2 ． 4 一 、支护结构型式 1 ． 嘲构钢拱架 的结构 如图1 由三 根主筋和处于 它们形成 的三 角形 范 围内的加强筋 焊接而成 ，主筋分 别 为 直 径 2 0 mm、] S mm的螺 纹 钢，加 强 筋 为 直 径 l O mm的圆钢，根据巷道断面的大 小，网 构 钢拱架可分成4 ～5 块，每块接头分别焊接厚 1 2 ram的连接钢板，在巷道中 用M2 0 6 0 的 螺栓将各块连接成整体。钢拱架的内轮廓比 巷道净尺寸大5 0 ram，钢拱架底脚埋入 巷 道 底 板i O O mm。 2 ． 镭 杆 ，金■ 一摄 格 锚杆 直径为1 8 ram的螺 纹钢 ，根据 人 工 凿岩 的施 工条 件 长 度 为2 ． i m，螺 纹 长1 0 0 mm， 垫板为碟形 ， 1 5 0 mm1 5 0 mm4 ram。 金属 网为直径 6 ram的钢筋 ，网 度 为2 0 0 mm2 0 0 ram，预先制 成2 ml m的 方 块 ， 结点 点焊 。 二、施工顺序 1 ． 巷道 掘进 成型摄 整 ． 网构 钢拱 槊喷锚_ 阿联合 支护 ， 由于嘲构 钢拱 架是在地 面预 先加工成 型的，在 工作 面 进行 组装 ，应使钢拱架 紧贴岩壁 才能 更好发 挥 支护效果 ，要求巷遭掘进采 用光面爆破， 使巷遭轮廓成型规整，减少爆破对围岩的爆 27 -- 维普资讯 02 ,5 俘 _＼ ／ 砒 0 _＼ 足 星． I 1 2 3 22 3 2 【 【 髓1 罔相相撬架的蕾构型式 破震动 ，巷 遭起挖应控制在1 2 0 mm之内 。 2 ． 打锚杆取 和安装镥 弁 根据岩石 的稳固程度 决定 网构钢拱架 的 间距，通常为8 O O l 2 0 0 ram。按此间距打锚 杆 眼，并安装锚秆 ，使用快硬水泥药卷固结 锚 杆。 s ． 组 立两构钢攮 禁 用坚固螺栓组装网构钢拱架，并将网构 钢拱架 固定在 锚杆上 ，上 紧锚 杆托 盘，使 网 构钢拱架紧贴岩面。 4 ． 囊 设金属 嘲 在两架网构钢拱架之间敷设金属网，并 用 铁丝绑扎在锚杆 上，金属 网也 可在 网构 钢 拱 架组立前预先绑 扎在锚杆 上。 5 ． 喷 射跄 网构钢拱架 、锚 杆 、金属网 都按设计要 一 2 8一 M放 大囝 求安设好以后，就可以喷射砼。在靠近掌子 面的网构钢拱架问初次喷射砼的同时，可以 复喷加厚远离掌子面的网构钢拱架问的砼， 经过多次复喷达到设计厚度 。 三、支护结构的特点 1 ． 以网构钢拱架为核心，喷锚拱网联为 一 体，既发挥了喷射砼与围岩共同作用主动 承压的优 点，又克 服了钢筋 砼与围岩 共同作 用支护的缺点 ，受 力合理，先柔后刚，刚柔 并举 ，适台于地压大 、流变性强 的不良岩层 的巷道支护。 2 ． 支护灵活、方便 。掌子面可全断面掘 进，网构钢拱架整体架设，全断面喷锚网支 护 掌子面也可先掘进拱 ，退 后掘进墙 ，形 成先拱后墙正台阶掘进，这样先架设拱部 的 有 色矿 山-- 1 9 9 2 ． 4 维普资讯 网构钢拱架和 喷射拱部 的砼，后接上墙 的网 构钢拱 架再喷射墙 的砼，形成先拱 后墙 的掘 进 和支护工艺 。根据 围岩稳定性灵 活掌 握。 3 ． 能与超前支 护形 成一 体 、共 同作 用， 避免 冒顶 。当掌子面的岩石呈散体结构 、流 变性极 强 的状态 时，正常 的掘进方式 易产 生 冒顶，可采取超前支护，保护拱顶围岩，如 图 2所示 。其具体 方法是 在网构钢架 的空 隙，沿巷遘掘进拱顶轮廓 ， 每 隔2 0 0 3 5 0 mm 打3 m深的炮眼 ，在 眼中 插 入 直 径 2 5 ． 4 ram 长3 m的钢管，形成超前 支护 ， 然后凿掘进炮 眼，其掘 进进尺在1 ～1 ． 5 m之 间，爆破后 每 根 钢管 的一端支撑在同 构钢拱架 上，另一 端 支撑在 未掘 进 的原岩上 ，形 成一 个筒 支粱 。 拱 顼的所有钢管组成 了管棚 。管棚承托拱 顶 的散体岩石，在管棚的保护下进行作业，既 防止 冒顶，又保证作业人员的安全。用这种 超前支护的管柳，顺利通过了许多断层破碎 带 ，相应要 求地质技术人 员做好地质预报 。 4 ． 支护 结构 强弱可调， 且便 于今 后的补 强 。在 不 良岩层 中，围岩的收敛变形较 大， 我们必须允 许围岩 产生一定 的变形 。初期 喷 层较薄 ，支护体与围岩产生一定量的收敛变 形，此 时，支护呈柔性状态J当围岩与初期 支护 的收敛 变形达到一定值后 ，使喷层逐渐 加厚到 设计支 护厚度 ， 限制 围岩 变形 ，使 网 构钢拱 架和喷锚网支护层形成稳 固 的 支 护 体 ，呈刚性支 护状 态。 5 ． 支护结构紧随掌子面，既保证了施工 安全，又及时封 闭了围岩 。此外，材料来 源 广泛 ，加工简便J 结构简单 、轻巧 ，便 于手 工作业等 ，都 是网构钢拱架喷锚 网支 护 的显 著特 点。 臼 蟊 圈2 用锕管 超前 支护示意图 育卑矿山一l 9 9 2 ， 4 四、 施工 中遇 到的问题及解 决方法 I ． 片■ 网构钢拱架是根据 巷道的掘进断面预先 加王 成型 的，它不能 随巷道 断面成型状况随 意改变，因此采用 网构 钢拱 架喷 锚 网 支 护 时，对 掘进 断面成型 的控制应更 加严 格。采 用光面爆破掘进 ，掌握好周 边眼的密度 、角 度 、装药结构合理尤为 重要 ，使 巷遘轮廓 成 型尽量 平整 。但是 ，围岩是 千变万化的 ，不 一 定尽如人 意 ，由于节理 、滑面多，可能产 生较大的片 冒、超挖 。在这 种特殊情况下 ， 就需在网构钢拱架或金属网背后，用充填块 石的办法来处理。充填块石与喷砼作业同时 进行，边喷边充，形成浆砌块石，既保证了 支护与凰岩密贴 ，又使支护 结构轮廓 整齐光 滑，受力均匀。绝对禁止干填块石。 2 ． 一构钢攥袈 的节点量 鏖 在 设计时，力求使节点处的强度与总体 强度 一致 如图1 所示 。连接 板 由原 设 计 l O mm改为1 2 ram；由三根 主筋平焊在连接 板 上，改为在连接板上相应位置钻孔，使三根 主筋插入钻 孔，然后再进行 圆周贴角焊接， 节点 用三根 M2 0 的螺栓连接 。在 现场未发现 节点提前破坏的现象。当发现节点强度薄弱 时 ，也可根据 加工及 运输方便，将节点选在 阿构钢拱架受 力较小的位置 ，或 增大节 点强 度 。 3 ． 巷道底蠢 在 不 良岩层 中，围岩 的物理 力学性质差 异很大 ，个别地段 的巷 道有 底臌 现象，此时 网构钢拱架应制作成全封闭的型式，即增加 底粱 ，并 可根据情 况增加封底锚杆 。 五 、 评价和体会 1 ． 网构钢拱槊喷锚网支护，是采用喷射 砼所 形成 的钢筋砼与 围岩共 同作 用的支护体 系。在 金川不 良岩层 中，传 统的3 0 0 mm厚的 现浇钢筋砼支护 ，由于是支 护体被动受压 ， 一 29 维普资讯 孝 棒拉车 ’ ，遍 J 依 ， 段 粘接技术在修复整体道床 ≯ j 钢筋砼小轨枕磨损的应用 金 堆 城 铝 蚣 司 牛 』 提要l本文介绍了钢筋砼小轨枕惨复中应用粘储技术的情况 ． 金堆城 钼业 公司是 大型采 ，选、冶联合 企业。矿山采用露天开采，汽车运输开拓， I 期工程5 0 0 0 t ／d 选厂采用汽车运输供矿， I期工程 选厂采用准轨道路 供 矿，运 距 约 4 k in。在该铁路运输线上有三处隧遭，其中 向阳村}；辇 道最长，为5 2 4 m。设计该 楗 道 两 端是普通道床，中间为钢筋砼预制块 俗称 小轨枕整体道床，其长3 9 B 帕由干 种 种 原因， 。 隧遭整体遭床上的小轨枕有1 4 7 处 磨 损，磨迹槽深2 4 m，宽1 2 c m、 长2 1 c m。 因而机车运行在整体道床 中发生严重颠簸， 给正常生产 构成 不安 全酶患。为避 免发 生重 大事故 ，我们对 速凝 水泥 填补 、更换小 轨枕 以及 牯接技术修复三个方案进行 了比较 ，最 终 选用了粘接技术，子l 9 8 9 年 9月 修复 。现 谈 谈休 会， 以供 有关人 员借鉴 。 一 、粘接技术的选择及其机理 该腱遣小轨枕磨损，曾以逮 凝 水 泥 处 理，但因其新旧水泥层结合力不强而脱落。 几乎全被压坏}而采用阿构钢拱架喷锚网支 护，其 总支护厚度不超过1 5 0 ram， 巷 道处于 长期稳定 。这就充分说明网构钢拱架喷锚冈 支护 ，是在与 围岩共 同发挥 作用，充分发挥 了围岩 自承能力的结果。这种支护髓承受较 大地压 ，适 用于- J l I 不 良岩层 地压犬、地压 持续 时间长的支护特点 。 2 ． 网构 钢拱 架喷锚网支 护，喷射 砼是采 用多层 ，多次 ，充分发挥它 的柔 性I快硬早 瞪水泥药卷锚杆，可以随意 调 整、随 时 补 打}钢 筋网也采用预先 加工 好的网块．整个 支护结掏先柔后 刚，先 让后抗，封闭，调动 和保 护围岩 的 自承 能力 ，适 台于金川 不 良岩 层 来压块 、收敛 变形大，具 有流变性的巷道 支护 。用此 方法施 工千余米 巷 道 ，成 巷 率 高，返修率极 低。 3 ． 掌握灵 活的支护结构设计 和 施 工 方 法，金川 地压大，地质构造 复 杂 ，岩 体 破 一 一 碎 流变性强。这样的工程地质条件，是任 何一种简单的支护型式所不能适应的，这就 需要对 支护结构运用灵 活的设计 和 施 工 方 法 。在新 奥法基本原理 的指 导下，在 量铡 和 监控信息反馈的基础上，根据现场的实际情 况 ，采用不 同的支护设计和施工 方法 。如网 构钢拱架 的型式 、间距 、锚杆 的密度 、初期 喷砼 的厚度 、多层 、多 次复 喷，达到设计支 护厚度 的时间等，都要 随现场的岩层条件而 随时改 变和调整 。 4 ． 确 保施工质量 ，是 支护体 系正常发挥 作用的前提。施工的环节很多，如掘进断面 的规格，网构钢拱架的加工，架设、锚杆锚 固力 的大小、超挖 的充填质量 ，喷层 厚度 的 大小 都影 响支护效果。必须层层 把关，一 抓 到底 ，形 成全面 的质量 管理 网。 责任 编辑肖泽铭 有 色矿 山一 1 9 9 2 ． 4 维普资讯