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文檔簡(jiǎn)介
光爆錨噴技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)第一部分光面爆破一、概述(-)光爆的發(fā)展光面爆破簡(jiǎn)稱光爆,是一種合理利用炸藥能量的控制爆破技術(shù)。用這種方法開掘出來(lái)的井巷成型規(guī)格平整、符合設(shè)計(jì)的斷面輪廓尺寸,巖壁無(wú)明顯的爆震龜裂,保護(hù)了圍巖的強(qiáng)度和整體性,提高了圍巖的穩(wěn)定性和自承能力。它發(fā)展于上世紀(jì)50年代的瑞典、接著這種技術(shù)并很快傳到了加拿大、美國(guó)、挪威,并且創(chuàng)造了一些新的光爆方法。如預(yù)裂法、緩沖爆破法、線狀鉆孔法等。60年代這種技術(shù)傳到了我國(guó),并給光爆取了多種名稱,如輪廓爆破、預(yù)裂爆破、剪切爆破、雕刻爆破、整平爆破、精確爆破和控制爆破等。它在我國(guó)的發(fā)展是隨著推廣應(yīng)用錨噴支護(hù)而相應(yīng)發(fā)展起來(lái)的。光爆是錨噴的重要前提和基礎(chǔ),光爆與錨噴的有機(jī)結(jié)合,構(gòu)成了“光爆錨噴”新技術(shù),這是我國(guó)錨噴支護(hù)的進(jìn)一步重大發(fā)展。(二)光爆的類型1、按爆破時(shí)序分類(1)周邊后裂法,又稱修邊法。當(dāng)全斷面一次爆破時(shí),周邊眼的光爆炮孔安排在最后起爆:當(dāng)全斷面分次爆破時(shí),周邊光爆炮孔仍安排在最后起爆。后者又稱為預(yù)留托面層法或預(yù)掘?qū)梅?。⑵周邊先裂法,又稱預(yù)裂法。其起爆順序與周邊后裂法相反,即首先起爆周邊炮孔,沿輪廓線形成一條預(yù)裂通裂縫,然后再爆掉中心巖石。此法可大大減弱爆破地震作用。2、按爆破深度分類(1)淺孔光爆法。這是我國(guó)采用的孔深不大于2?2.5m的簡(jiǎn)易光面爆破。(2)中深孔光爆法。指孔深大于2.5m、小于5?6m的極限深度的深循環(huán)掘進(jìn)的光面爆破。(3)特深孔光爆法,又稱超深光爆法。即一次鉆爆的掘進(jìn)深度可達(dá)6m以上,超過(guò)了用普通掏槽法所能達(dá)到的極限深度。同時(shí),把已廣泛應(yīng)用的修邊光爆稱為普通光爆,把應(yīng)用于交岔點(diǎn)岔墩、復(fù)雜嗣室、軟巖等特殊條件下質(zhì)量更高的修邊光爆稱為特殊光爆。在我國(guó)當(dāng)前的施工技術(shù)條件下,淺孔修邊光爆是最常用最重要的一種光爆。(三)光爆的原理光爆的原理經(jīng)大量的試驗(yàn)己提出了多種,下面介紹兩種。1、周邊眼同時(shí)起爆。當(dāng)兩炮眼同時(shí)起爆后,兩眼產(chǎn)生的壓縮應(yīng)力波將在兩孔中間相遇,兩壓縮波波峰相互迭加、匯合形成拉伸變形波,產(chǎn)生拉應(yīng)力,從而使炮孔間形成貫通裂縫,崩落光面層巖體、獲得光爆效果。2、以靜壓為主的光爆原理。光爆是以靜壓一一爆生氣體膨脹壓力為主,動(dòng)壓一爆震沖擊壓縮波作用為輔。其原理:應(yīng)力集中預(yù)裂效應(yīng)。平等布置的兩個(gè)炮眼,當(dāng)一個(gè)眼先爆時(shí),另一個(gè)眼相當(dāng)于空眼,在兩眼聯(lián)線上的空眼側(cè)造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生預(yù)裂裂縫;然后后一眼爆炸時(shí),將預(yù)裂裂縫擴(kuò)大、伸展、形成貫通裂縫。眼距愈小,應(yīng)力愈集中,預(yù)裂效果越好。靜壓拉應(yīng)力作用。炮孔內(nèi)的平均靜壓力合力,既要滿足不壓壞孔壁巖體,即要小于巖體的爆破抗壓強(qiáng)度;又要等于或略大于兩炮眼聯(lián)線間巖體的抗拉強(qiáng)度,從而將光面層巖體崩落,獲得好的光爆效果。二、光面爆破的參數(shù)(一)光面爆破炸藥光爆炸藥應(yīng)具有的性能是:高爆力、低猛度、低爆速、低密度,起爆容易,傳爆性能良好,爆轟穩(wěn)定,臨界直徑較?。ū阌谥瞥尚≈睆剿幘碜鞑慌己涎b藥使用)。在無(wú)專用的光爆炸藥情況下,只要注意其特點(diǎn),不要改制成過(guò)細(xì)的(直徑25mm以下的)藥卷,勿使用變質(zhì)受潮炸藥,就能取得比較好的爆破效果。(二)不偶合系數(shù)光面爆破既要最大限度地控制和減少爆震沖擊波對(duì)眼壁的龜裂粉碎的動(dòng)壓作用,使之居于次要的從屬地位,又要合理和最大限度利用發(fā)揮爆生氣體擴(kuò)脹靜壓作用,使之在光爆中起主導(dǎo)作用。從而獲得預(yù)期的理想光爆效果。不偶合裝藥,即藥卷直徑小于炮孔直徑,構(gòu)成徑向空氣間隙,使爆轟沖擊波因徑向空氣緩沖大大衰減其對(duì)孔壁的動(dòng)壓作用。不偶合裝藥不僅要有合適的不偶合系數(shù),還要采取措施使藥卷盡可能居于炮孔中心或者使藥卷與孔壁的接觸點(diǎn),始終位于自由面一側(cè)才能獲得預(yù)期的爆破效果。(三)光爆裝藥量根據(jù)圍巖巖性及所使用的炸藥而定。(四)光爆炮眼眼距光爆炮眼間距對(duì)光爆效果有十分重要的影響。在主導(dǎo)的炮眼靜壓應(yīng)力作用下,孔壁產(chǎn)生切向拉應(yīng)力,在兩光爆眼中心聯(lián)線上,因切向拉應(yīng)力的迭加作用達(dá)到巖體的極限抗拉強(qiáng)度時(shí),則形成兩炮眼間的貫通裂縫。由此可得出光爆炮眼間距E值。E值與炮孔直徑成正比;對(duì)于硬脆性巖石,E值偏大,對(duì)于軟韌性巖石,E值偏??;當(dāng)井巷斷面有多層不同巖石時(shí),不僅每米裝藥量不同,且E值亦不同;對(duì)小斷面拱形巷道拱部的光爆炮眼,其夾制性較大,故其E值相對(duì)偏??;對(duì)于層、節(jié)理發(fā)育、構(gòu)造帶、松軟巖層等,應(yīng)適當(dāng)加密眼距,或在兩光爆炮眼間增打空眼導(dǎo)向。三、光爆炮眼的裝藥結(jié)構(gòu)與起爆(-)光爆炮眼裝藥結(jié)構(gòu)爆生氣體充滿炮眼全長(zhǎng)的時(shí)間,必須接近于光面層巖體被破壞時(shí)間才能收到預(yù)期效果。如果眼孔太深、爆生氣體來(lái)不及充滿炮孔全長(zhǎng)時(shí),眼底部分巖體已被破壞而產(chǎn)生泄氣現(xiàn)象,致使眼口部分巖體爆破作業(yè)下來(lái)一一產(chǎn)生“掛門簾”現(xiàn)象。如果眼孔太淺,氣體過(guò)早充擊全長(zhǎng)而大量泄氣、使光面層巖體爆不下來(lái)一一產(chǎn)生“打搶”現(xiàn)象。所以,光爆常采用如下裝藥結(jié)構(gòu)。1、眼底集中裝藥結(jié)構(gòu)。炸藥卷集中裝于眼底、雷管置于孔底、反向爆破;眼口用炮泥塞緊,其余炮孔為空氣柱。在瓦斯礦井中,在藥卷外面應(yīng)裝上幾節(jié)水炮泥,且眼口塞泥應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)。根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》使用前必須編制專門的安全措施,以確保安全集中裝藥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠,為目前現(xiàn)場(chǎng)廣泛應(yīng)用。它適應(yīng)于深度較小的淺孔爆破,炮眼深度一般在2.5m以內(nèi)。2、分段間隔裝藥結(jié)構(gòu)。在中孔和深孔光爆中,采用分段間隔裝藥、使爆生氣體均勻作用于炮孔全長(zhǎng),收到預(yù)期光爆效果。這種分段間隔裝藥結(jié)構(gòu),要注意以下幾點(diǎn):(1)分段間距不大于淺孔光爆深度。(2)各藥卷之間可用竹片固定并使藥卷居于炮孔中心或靠進(jìn)自由面?zhèn)瓤妆凇?3)各段藥卷間用高速導(dǎo)爆索引爆。瓦斯礦井中只能使用安全導(dǎo)爆索,且不允許索端伸出炮眼之外。導(dǎo)爆索爆速一般在6000m/s左右。(4)只在眼口封泥塞150?300mm即可,其余為空氣柱。在高瓦斯礦井中,空氣柱應(yīng)改裝水炮泥。3、細(xì)藥卷不偶合裝藥。類似與分段間隔裝藥法,只是每段藥卷增長(zhǎng)、空氣間距相對(duì)減小。其導(dǎo)爆效果更佳,但需要專用小直徑光爆藥卷。(二)光爆炮眼起爆時(shí)差周邊的光爆炮眼(周邊眼)最好同時(shí)起爆(用即發(fā)管),獲得的巷道周邊光滑、完整,效果更住。毫秒微差起爆(用毫秒雷管)稍次。延期時(shí)間起爆(段發(fā)雷管)最差??傊?,起爆時(shí)差越小越好,一般1?20rns足以保證光爆效果,采用25ms間隔的毫秒雷管即可。(三)光面爆破的起爆1、光面爆破可采用全斷面一次爆破和預(yù)留光面層的二次爆破。尤其是預(yù)留光面層。周邊光爆炮眼最后起爆的方法,在目前是光爆比較可靠的方法,特別是在松軟巖層等特殊工程地質(zhì)條件下。2、光面爆破的電爆網(wǎng)路常采用串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)、并串聯(lián)四種形式。串聯(lián):簡(jiǎn)單方便、導(dǎo)線消耗少、準(zhǔn)爆電流小。在瓦斯礦井使用放炮器時(shí),只能使用串聯(lián)。缺點(diǎn)是網(wǎng)路上只要一個(gè)雷管發(fā)生故障而導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)路拒爆。并聯(lián):亦較簡(jiǎn)單,但導(dǎo)線消耗多、準(zhǔn)爆電流比串聯(lián)大,易超過(guò)電源供電能力。串并聯(lián)和并串聯(lián):串并聯(lián)由于將各串聯(lián)組并聯(lián)于母線上,要求各支路串聯(lián)的雷管數(shù)與電阻基本相同。并串聯(lián)因是先并后呂,聯(lián)線方式復(fù)雜、要求高,一般很少采用。3、電爆網(wǎng)路的電流。使用直流電時(shí)應(yīng)保證大于2A(康銅橋絲雷管)或1.5A(鎮(zhèn)輅橋絲雷管)。對(duì)于交流電,廠家要求最小為3.5A。(四)管道效應(yīng)及其控制在中深孔爆破時(shí),對(duì)裝藥長(zhǎng)度較大、徑向空氣間隙較大時(shí),藥卷不能全部爆炸的現(xiàn)象稱為管道效應(yīng)或空隙效應(yīng)。管道效應(yīng)產(chǎn)生的原因主要是因藥卷爆炸在徑向間隙中產(chǎn)生的空氣沖擊波速度大于爆轟波速度,藥卷引爆后,很快發(fā)展到空氣沖擊波超前于爆轟波陣面運(yùn)動(dòng),造成空氣沖擊波超前壓縮爆轟波陣面前方尚未爆炸反應(yīng)的炸藥,使其密度增大、爆轟受阻、爆速下降;當(dāng)炸藥密度被壓縮至臨界值以后,則爆炸反應(yīng)完全停止,轉(zhuǎn)發(fā)為燃燒或息爆。對(duì)于一般爆破和非周邊眼爆,主要采用接近于炮孔直徑的藥卷,盡量減小M(光爆合適的不偶合系數(shù),為孔徑與藥徑的比值)的偶合裝藥(試驗(yàn)證明M》L4時(shí),管道效應(yīng)才明顯表現(xiàn)出來(lái)),以消除管道效應(yīng),提高爆破效果。對(duì)于光爆炮眼,則須采用不偶合裝藥,且通常其M》1.4。其管道效應(yīng)的解決措施主要是:1、對(duì)淺孔爆破,其裝藥長(zhǎng)度小于管道效應(yīng)允許的引爆長(zhǎng)度時(shí),可采用不偶合集中裝藥。2、對(duì)于中、深孔光爆,則采用分段間隔裝藥,每段裝藥長(zhǎng)度要小于管道效應(yīng)的引爆長(zhǎng)度、用高速導(dǎo)爆索引爆。(五)掏槽方式掏槽是井巷掘進(jìn)的關(guān)鍵,也是影響光爆效果的重要因素。掏槽方法大致分為:1、斜眼掏槽法:如楔形、錐形、扇形等。2、直眼掏槽法:如龜裂法、螺旋法、角柱法等。龜裂法又稱為直線法、裂縫法。斜眼掏槽法可充分利用自由面、炮眼少、消耗低、全斷面爆破需雷管段數(shù)較少、鉆眼技術(shù)要求不甚嚴(yán),易于操作掌握,故是最常用的一種方法。斜眼掏槽中較為簡(jiǎn)單可靠常用的是楔形掏槽,根據(jù)巖層情況又分別采用水平楔形、垂直楔形、復(fù)楔形掏槽等。斜眼掏槽法是煤礦光爆錨噴常用的掏槽方法。斜眼掏槽的缺點(diǎn):主要是掏槽眼深度受到井巷斷面的限制,故只適應(yīng)于深度較小的淺孔光爆,炮眼深度多限制在2.0m以內(nèi)。直眼掏槽的特點(diǎn)是眼深不受井巷斷面限制,可以進(jìn)行深孔爆破,鉆眼方向平等一致,利于多臺(tái)鉆機(jī)作業(yè)。但其眼距小、要求高、炸藥消耗高、雷管段數(shù)多,不宜在軟巖及有瓦斯煤塵爆炸危險(xiǎn)的工作面使用。在中深孔光爆中適宜采用直眼掏槽法。四、光面爆破的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定,光爆的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到下述三項(xiàng)指標(biāo)。1、眼痕率不少于50%。眼痕率是指周邊眼留有半邊炮眼痕的長(zhǎng)度(或總個(gè)數(shù))與周邊眼的總長(zhǎng)度(或總個(gè)數(shù)〉的百分比。對(duì)于整體性較好的硬巖,眼痕率不少于50%是較容易達(dá)到的,但對(duì)于整體性較差的軟巖就不容易達(dá)到。2、超挖尺寸不得大于150mm。欠挖尺寸必須符合《煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定要求。在《井巷施工驗(yàn)收規(guī)范》中對(duì)欠挖標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下:立井井筒:有提升設(shè)備時(shí)欠挖應(yīng)小于20mm;無(wú)提升設(shè)備時(shí)欠挖應(yīng)小于50mm?巷道高度:欠挖應(yīng)小于30mm巷道寬及:主要巷道欠挖應(yīng)小于20mm;一般巷道欠挖應(yīng)小于50mmo3、巖面上不應(yīng)有明顯的炮震裂縫。對(duì)于非常松軟、散碎的圍巖,要留下50%的眼痕不容易辦到,即使留下也是短時(shí)間的,故必須及時(shí)噴射砂漿或混凝土封閉保護(hù)。關(guān)鍵是嚴(yán)格按光爆施工,即使留不下眼痕,對(duì)圍巖的強(qiáng)度與穩(wěn)定起到了保護(hù)作用。五、光面爆破施工要求實(shí)現(xiàn)光面爆破必須有一套科學(xué)管理辦法、精心設(shè)計(jì)、認(rèn)真操作、嚴(yán)格管理。1、優(yōu)化鉆爆參數(shù),設(shè)計(jì)切合實(shí)際的光面爆破圖,編制貫徹好作業(yè)規(guī)程。(1)施工前,技術(shù)員應(yīng)根據(jù)施工圖和光爆參數(shù)選擇的原則,精心設(shè)計(jì)合理的光爆圖表,并在施工中及時(shí)根據(jù)巖性變化,不斷修改完善光面爆破圖表。(2)設(shè)計(jì)的光爆圖表中要明確規(guī)定炮眼位置、角度、裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、聯(lián)線方式及起爆順序。2、認(rèn)真做好施工準(zhǔn)備工作。(1)打眼前先進(jìn)行敲幫問(wèn)頂工作,敲掉活石,架好前探支架,刷齊工作面。若工作面已支護(hù)好。可不架設(shè)前探支架。(2)看線、定點(diǎn)??礈?zhǔn)中線,量好腰線,定準(zhǔn)拱部圓心點(diǎn)。使用激光定向的井巷,利用激光標(biāo)高找準(zhǔn)拱部圓心點(diǎn)。(3)量尺、畫眼位。按照爆破圖表規(guī)定的尺寸,量出每個(gè)炮眼的位置,并用油漆廣告粉或炮泥等做好標(biāo)記。最好是使用光爆炮眼布孔儀,準(zhǔn)確定出拱部周邊光爆炮眼的位置。當(dāng)巖石較堅(jiān)硬時(shí),周邊眼布置在輪廊線上;反之,則布置在輪廊線的內(nèi)沿,向內(nèi)不超過(guò)50mm。(4)在釬子上標(biāo)定出眼深的位置,為保證同類型的眼深一致,保證爆破效果,打眼前必須在釬子上標(biāo)定出各類眼深的標(biāo)記。(5)檢查鑿眼機(jī)的完好情況。打眼前必須檢查鑿眼機(jī)的風(fēng)水管是否完好、暢通,其連接頭是否牢固,鑿眼機(jī)的零部件是否齊全,螺絲是否堅(jiān)固,并注油試運(yùn)轉(zhuǎn)。若達(dá)不到上述完好要求,必須進(jìn)行處理,處理好后方可打眼。3、精心鉆眼。鉆出的眼孔要做到準(zhǔn)、平、直、齊。準(zhǔn):各炮眼準(zhǔn)確打在點(diǎn)好的眼位上,上下左右的誤差要控制在20mm以內(nèi)。周邊眼的誤差則應(yīng)盡量減小。平:要求周邊眼、輔助眼、掏槽眼(當(dāng)采用直眼掏槽時(shí)),要互相平行。為防止巷道超欠挖,幫眼、周邊眼的外插和上爬不得超過(guò)3度;不得向內(nèi)插和下栽。直:要求上述各炮眼的方向,尤其是周邊眼的方向與巷道軸線的方向平行一致。齊:同一類型的炮眼深度要基本一致;眼底要基本位于平行于井巷斷面的同一平面上;誤差要控制在50mm以內(nèi)。(1)打眼。為保證打出的眼孔準(zhǔn)、平、直、齊,打眼時(shí)點(diǎn)眼工必須將釬子放在所標(biāo)定的眼位上,扶釬工必須嚴(yán)格按爆破圖表規(guī)定的各類炮眼的角度以及釬于上標(biāo)定的深度進(jìn)行打眼。打周邊眼時(shí),當(dāng)巖石較堅(jiān)硬時(shí),周邊眼布置在輪廓線上;反之,則布置在輪廓線的內(nèi)沿,向內(nèi)不超過(guò)50mm。(2)掃孔。打完眼后,必須用高壓風(fēng)進(jìn)行掃孔,將巖粉積水排凈后方可裝藥放炮。(3)現(xiàn)場(chǎng)施工中在圍巖穩(wěn)定正常的情況下,按爆破圖表規(guī)定的爆破參數(shù)進(jìn)行施工。當(dāng)圍巖發(fā)生變化時(shí),要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況對(duì)爆破圖表的爆破參數(shù)適當(dāng)進(jìn)行修改。(4)炮眼檢查。打完炮眼后,要根據(jù)爆破圖表規(guī)定的眼位、眼間距、角度、深度進(jìn)行檢查。凡是眼位、間距、角度不合格的炮眼要重新打眼。深度不合格的炮眼,若炮眼深度大于設(shè)計(jì)要求,眼內(nèi)要墊炮泥,直到與設(shè)計(jì)的眼深一致;眼深小于設(shè)計(jì)要求的,要重新打眼至設(shè)計(jì)深度。為確保鉆孔符合要求,應(yīng)采取以下措施:(1)堅(jiān)持先打出高質(zhì)量的導(dǎo)向孔并插上釬子或炮棍,作為其它各眼的導(dǎo)向。(2)堅(jiān)持“五定”。即一定鉆工、二定風(fēng)鉆、三定眼深和眼位、四定孔位和人位、五定職責(zé)。(3)為減少兩茬炮之間的接茬臺(tái)階,打周邊眼的釬子應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)300mm左右。并可將風(fēng)鉆偏轉(zhuǎn)使用,可將接茬距控制在30mm左右。⑷大斷面上部炮眼應(yīng)采用蹬渣打眼、使用“馬腿”、腳手架等,以保證鉆眼質(zhì)量。4、嚴(yán)格管理制度,堅(jiān)持鉆眼工序的“五定”,堅(jiān)持施工過(guò)程中的“五不”制度。五定:定人、定鉆、定眼、定位、定責(zé)。五不:沒(méi)有爆破圖表不定眼位、未定眼位不開鉆、鉆孔不合格不裝藥、裝藥不正確不起爆、爆破質(zhì)量不合格不驗(yàn)收。六、光爆的優(yōu)點(diǎn)光爆與普通爆破相比,具有如下四個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn):1、由于光爆巷道成型規(guī)整,消除圍巖凹凸處的應(yīng)力集中,最大限度地保持了圍巖自身強(qiáng)度,從而增強(qiáng)了圍巖自承能力,為錨噴支護(hù)提供了基礎(chǔ)。2、由于光爆大大地減少了掘進(jìn)超挖量(一般普通爆破的超挖量為20%-30%,而光爆的超挖量則只有4%~6%),因此可減少材料(支護(hù)和炸藥等)消耗,從而降低了成本,回憶了掘進(jìn)速度。3、光爆可有效地減少巖面的危巖,使井巷圍巖較為穩(wěn)定,有利于施工和安全。同時(shí)也減少了井巷的維修量,降低了井巷失修率。4、光爆消除了圍巖的凹凸不平,從而減少了通風(fēng)阻力和瓦斯積聚,有利于安全。第二部分錨桿及其鉆孔機(jī)構(gòu)一、概述錨桿是錨噴支護(hù)中錨固圍巖,主要承受拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力的構(gòu)件。錨桿支護(hù)就是在巷道掘進(jìn)后向圍巖鉆錨桿眼,然后將錨桿安設(shè)在錨桿眼內(nèi),對(duì)巷道圍巖予以人工加固,加以維護(hù)。通常其一端(錨固端)設(shè)有錨固機(jī)構(gòu),以將錨桿固定在圍巖鉆孔之中;另一端(錨桿尾部)裝有緊貼巖石表面緊固的托板承受圍巖的荷載,并將其傳遞給錨桿。在錨固力的作用下,錨固端和托板之間的圍巖就處于應(yīng)力之下,致使巖體摩擦阻力增大,應(yīng)力分布和應(yīng)力狀態(tài)改變,從而發(fā)揮和利用圍巖的強(qiáng)度、提高圍巖的穩(wěn)定性與自承能力,防止圍巖產(chǎn)生松動(dòng)塌落。錨桿的分類。根據(jù)在巖層中的錨固形式分為粘結(jié)式鈾桿、摩擦脹固式錨桿、機(jī)械錨桿:按錨固范圍可分為端部錨固錨桿,全長(zhǎng)錨固式錨桿;按受力狀況可分為預(yù)應(yīng)力錨桿、無(wú)預(yù)應(yīng)力錨桿;按材質(zhì)可分為鋼錨桿、木錨桿、竹錨桿、化學(xué)錨桿等等。全長(zhǎng)錨固式錨桿又分為全長(zhǎng)粘結(jié)式和摩擦脹固式錨固錨桿,前者是通過(guò)粘結(jié)劑來(lái)取代錨固機(jī)構(gòu),錨固力向巖層傳遞,主要是通過(guò)粘結(jié)的形式;而后者是向鉆孔壁通過(guò)機(jī)械或者摩擦脹固等施加壓力。全長(zhǎng)粘結(jié)式錨桿安裝時(shí)一般不產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。二、錨桿作用原理1、加固拱作用對(duì)于被縱橫交錯(cuò)的弱面所切割的塊狀或破裂狀圍巖,如果及時(shí)用錨桿加固,就能提高巖體結(jié)構(gòu)縱弱面的抗剪強(qiáng)皮,在圍巖周邊一定厚度范圍內(nèi)形成一個(gè)不僅能維持自身穩(wěn)定,而且能防止其上部圍巖移動(dòng)和變形的加固拱,從而保持巷道的穩(wěn)定性。在彈性體上安裝具有預(yù)張力的錨桿,一方面對(duì)圍巖產(chǎn)生壓應(yīng)力,增加巖體節(jié)理裂隙面的摩擦阻力,另一方面預(yù)張力將巖塊夾持在一起,能防止巖塊的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)滑移和裂隙的張開,保證了裂隙面間的擠壓結(jié)合。因而在彈性體內(nèi)便以錨桿的錨頭和擰緊部為頂點(diǎn),形成算盤珠式分布的錐形體壓縮帶。如將錨桿以適當(dāng)間距排列,使相鄰錨桿的錐形體壓縮帶相重疊,便可形成連續(xù)壓縮帶,即巖石加固拱,它使巷道圍巖由“載荷”變成了“承載結(jié)構(gòu)”。2、懸吊作用懸吊作用是指錨桿把將要冒落的軟弱巖壓或危巖懸吊于上部堅(jiān)固穩(wěn)定的巖體上,用錨桿來(lái)承擔(dān)危巖或軟弱巖層的重量。如煤巷的直接頂板一般比較軟弱,且不厚,很容易離層冒落,它上面的老頂則比較堅(jiān)固,這時(shí),錨桿可以通過(guò)直接頂板達(dá)到老頂,把直接頂錨固在老頂上。錨桿的這種作用就象是“釘釘子”,把容易冒落的直接頂板“釘牢”在老頂上。3、組合梁作用在層狀巖層的巷道頂板中,通過(guò)錨入一系列的錨桿,將錨桿長(zhǎng)度以內(nèi)的薄層巖石錨成巖石組合梁,從而提高其承載能力。在層狀頂板中安設(shè)錨桿后,巖層由疊合梁變成組合梁,從而提高了頂板巖層的承載能力。錨桿本身也起著抗剪銷釘?shù)淖饔?,有效地防止了巖層的層間錯(cuò)動(dòng)。4、圍巖補(bǔ)強(qiáng)作用巷道圍巖深部的巖石處于三向受壓狀態(tài)??拷锏乐苓叺膸r石則處于二向受力狀態(tài),故易于破壞而喪失穩(wěn)定性。巷道周圍安設(shè)錨桿后,有些巖石又部分地恢復(fù)了三向受力狀態(tài),增大了它本身的強(qiáng)度。另外,錨桿也可以增加巖層弱面的剪斷阻力,使圍巖不易被破壞和失穩(wěn)。這就是錨桿時(shí)圍巖的補(bǔ)強(qiáng)作用。5、減小跨度作用巷道頂板打了錨桿,相當(dāng)于在該處打了點(diǎn)柱,減少了頂板跨度,從而增強(qiáng)了頂板巖石的穩(wěn)定性,使巖石不易變形和破壞。6、擠壓連結(jié)作用錨桿將巷道圍巖錨栓擠緊,對(duì)巖石施加預(yù)應(yīng)力,以平衡巖石內(nèi)所產(chǎn)生的張應(yīng)力,阻止裂隙的繼續(xù)擴(kuò)大。而且對(duì)于松散的巖石能起到擠壓連結(jié)和加固作用。通過(guò)錨桿的預(yù)應(yīng)力作用,可以在彼此毫無(wú)粘結(jié)力的碎石之間產(chǎn)生一種側(cè)向擠壓摩擦阻力,足以支持碎石自身的重量而不會(huì)摔下未,好象碎石間互相連結(jié)起來(lái)一樣。錨桿支護(hù)的上述幾項(xiàng)作用并非各自獨(dú)立存在,往往是同時(shí)并存、互為補(bǔ)充,只不過(guò)在不同條件下,某種支護(hù)作用占主導(dǎo)地位而已。三、粘結(jié)式錨桿(一)樹脂錨固錨桿系統(tǒng)樹脂錨固錨桿系統(tǒng),系由錨固劑(聚乙稀類的復(fù)合薄膜卷制成膠囊分別注入樹脂、固化劑和促凝劑,嚴(yán)密包裝在膠囊袋中,并根據(jù)需要制成不同長(zhǎng)度和不同直徑的規(guī)格)、金屬的或木制的錨桿桿體和托板組合(金屬的或木制的錨桿桿體塞入樹脂膠囊中),形成錨固系統(tǒng)。安裝過(guò)程中,錨桿桿體起混合器的作用,錨桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)入鉆孔,使預(yù)先放置于鉆孔頂部的樹脂膠囊被搗破,使樹脂和固化劑混合起化學(xué)反應(yīng),樹脂會(huì)很快的固化,把巖石與錨桿膠結(jié)在一起,起到錨固作用,安裝后一般4~15分鐘即可承受載荷。樹脂錨固膠囊是由不飽和聚胺樹脂、固化劑、促進(jìn)劑和無(wú)機(jī)填料等按一定配比組成膠泥狀粘結(jié)的錨固材料,其特點(diǎn)是:常溫快速固化、粘結(jié)強(qiáng)度高、錨固力可靠、具有抗震效應(yīng)。適應(yīng)于鋼錨桿、木錨桿、竹錨桿等配套使用。錨桿桿體一般采用圓鋼加工而成,其錨固端壓扁擰轉(zhuǎn)成反麻花狀,使固化后桿體有較大的結(jié)構(gòu)阻力,增強(qiáng)錨固的可靠性。直徑16~20mn的桿體其錨固長(zhǎng)度應(yīng)為200~250mme,桿體端頭橫向壓扁,其頂部寬度為38mm。自桿體至端頭壓扁截面之間應(yīng)是漸變的,以防止變化過(guò)大產(chǎn)生的應(yīng)力集中。桿體端頭錨固部分應(yīng)設(shè)置擋圈,以防止樹脂外流。對(duì)沿鉆孔全長(zhǎng)錨固的錨桿,則采用螺紋鋼做桿體加工。金屬錨桿桿體的材質(zhì),按圍巖性質(zhì)、所需要的錨固力等選項(xiàng)用。樹脂錨桿的錨固力是指錨桿被拔出的最大載荷。其大小取決于錨固劑與桿體之間的粘結(jié)強(qiáng)度、錨固劑與錨固體(圍巖、混凝土等)之間的粘結(jié)強(qiáng)度、桿體本身的強(qiáng)度。影響樹脂錨桿錨固力的因素:1、安裝操作:如鉆孔偏深,未錨到底:桿體絲扣破壞:攪拌時(shí)間短混合不勻,固化不完全;攪拌時(shí)間過(guò)長(zhǎng),破壞已開始膠凝的固化劑分子結(jié)構(gòu);固化劑尚未固化而發(fā)生桿體與錨固劑產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)等,均將降低錨固力、增大錨桿的移動(dòng)量。2、圍巖與地質(zhì)條件:一般來(lái)說(shuō),巖石堅(jiān)硬,與錨固劑的粘結(jié)強(qiáng)度高,錨固力大,位移則?。簬r石松軟或節(jié)理層理發(fā)育,特別是煤層、斷層破碎帶等,其錨固力則低,位移就大。3、放炮震動(dòng)和低溫條件:樹脂錨桿半小時(shí)后,震動(dòng)對(duì)錨固力無(wú)影響。低溫時(shí)對(duì)固化不利。4、鉆孔中有淋水、積水、特別是孔中的泥漿,會(huì)降低錨固力。5、錨孔直徑與桿體直徑相適應(yīng):錨孔直徑應(yīng)大于桿體直徑4?12mm、或者通過(guò)頭部砸扁成麻花狀,以形成需要的環(huán)形間隙。錨桿安裝操作步驟:1、安裝前檢查錨孔深度(錨桿的眼深不應(yīng)小于桿體有效長(zhǎng)度,但也不應(yīng)超過(guò)桿體有效長(zhǎng)度30mm;錨桿眼距誤差不宜超過(guò)150mm,其鉆孔軸線應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定),錨桿眼位、眼徑、眼深及布置形式應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。錨桿原材料型號(hào)、規(guī)格、品種,錨桿各部件質(zhì)量及技術(shù)性能應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。檢查樹脂膠囊有否變質(zhì)、硬化現(xiàn)象,遇有早固化硬結(jié)者不能使用。2、安裝前用壓縮空氣吹掃眼內(nèi)積水和巖粉、泥漿,防止影響錨固劑與孔壁的粘結(jié)。3、樹脂錨桿攪拌的工具一一鉆機(jī)和連接頭,必須對(duì)正中(連接頭由長(zhǎng)0.2?0.3m的麻花鉆桿焊上套筒或螺母構(gòu)成)o4、安裝時(shí),先將膠囊送入鉆孔內(nèi),再把桿體插入孔中,將膠囊徐徐推入到孔底,然后在桿體尾部套上鉆機(jī),開動(dòng)鉆機(jī)撕破塑料薄膜并攪拌(鋼桿體攪拌30s左右,木桿體攪拌20S左右),在安裝、攪拌過(guò)程中不能停鉆。5、桿體安裝完畢后,為防止在膠凝期間桿體因自重而下滑,在取下鉆機(jī)之前可用木楔或汗石等在鉆孔口楔緊桿體。6、在樹脂固化程度已達(dá)到80~90%的最終強(qiáng)度時(shí),(一般可控制在安裝后15min)再在桿體下端安設(shè)墊板,并用30cm的扳手?jǐn)Q緊螺母等進(jìn)行孔口錨固。7、樹脂錨桿宜存放在陰涼、干燥和溫度在+5%~+250的防火倉(cāng)庫(kù)中。(二)水泥膠結(jié)錨固卷,除需放入水中浸泡時(shí)間要求在2分鐘外,其余安裝與樹脂錨固劑相同。(略)四、摩擦脹固式錨桿摩擦脹固式型錨桿,它是通過(guò)桿體自身被壓縮、膨脹,或通過(guò)注入高壓水,或通過(guò)引爆炸藥等手段,使桿體與眼壁間生產(chǎn)徑向壓力和摩擦力,獲得可靠而有效的錨固力。這種類型的錨桿,多為全長(zhǎng)錨固式,且又有較大的預(yù)應(yīng)力和較好的滑移讓壓特性。其主要類型有:管縫式錨桿、水力膨脹式管狀錨桿、壓縮木錨桿、液力頂板梢釘、爆固式錨桿。下面介紹管縫式錨桿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等有關(guān)情況。1、管縫式錨桿結(jié)構(gòu)特點(diǎn):管縫式錨桿系由桿體、托板及環(huán)形法蘭三部分組成。錨桿桿體,由低碳鋼或低碳合金鋼薄板,按設(shè)計(jì)尺寸冷軋壓滾成開口管狀的桿體,沿管狀桿體全長(zhǎng)開有一條開縫,管的上端壓成錘形體,下端焊有一個(gè)66~8mm盤條制成的圓環(huán),用以支鎖托板,桿體壁厚2~3mm,直徑35~45mm,開縫寬度10~15mm,安裝時(shí)錨桿直徑比錨孔直徑大2~4mm,當(dāng)桿體被外力強(qiáng)壓入錨孔后,桿體被迫壓縮,與孔壁之間產(chǎn)生徑向擠壓應(yīng)力,使桿體牢固地脹撐在錨孔內(nèi);桿體與眼壁間產(chǎn)生的摩擦力便形成為錨固力。并是沿桿體全長(zhǎng)分布的。其主要特點(diǎn):全長(zhǎng)錨固、錨固力隨支護(hù)時(shí)間增長(zhǎng)而增大,隨圍巖變形移動(dòng)而增大,錨固可靠;安裝方便簡(jiǎn)捷,不需任何外加的及輔助的錨具或材料,一次楔入,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作;有較大的預(yù)應(yīng)力和滑移讓壓特性,因而有廣泛的適用范圍,尤其在壓力、位移較大的礦山動(dòng)壓和軟巖井巷,有良妤的效果。但其最大缺點(diǎn)是,當(dāng)巖層發(fā)生脫落時(shí),則容易失去錨固作用,隨著時(shí)間的推移,容易產(chǎn)生疲勞失效。2、管縫式錨桿技術(shù)特性管縫式錨桿,在巖層中的錨固力基本上由三個(gè)變量來(lái)控制,即管壁越厚錨固力越大,錨桿所用鋼材的屈服應(yīng)力值越高,應(yīng)變?cè)叫?,錨固力越大;管縫桿體與錨孔直徑差越大,其錨固力越大。改變其中任何一個(gè)變量,都會(huì)使錨固力發(fā)生變化。在使用過(guò)程中,隨著圍巖的收斂變形,錨孔被擠壓縮小,將使錨固力進(jìn)一步增大,并由于桿體的柔體作用,可適應(yīng)圍巖的變形影響,是優(yōu)于任何脆性材料的一個(gè)特點(diǎn)。管管縫式錨桿特性曲線表明,管縫式錨桿柱位移為零時(shí),對(duì)應(yīng)為初始錨固力。這類似于桿體的預(yù)應(yīng)力,它等于或小于管縫式錨桿安裝時(shí)的楔進(jìn)力。隨著位移的增大,錨固力增大到某一定值,特性曲線趨于平緩狀態(tài)。這表明,隨著位移的繼續(xù)增大,管縫式錨桿既能保持其錨固力,又不被拉斷破壞。這就是管縫式錨桿有預(yù)應(yīng)力的全長(zhǎng)錨固、適應(yīng)較大壓力位移的滑移讓壓特性。3、安裝操作(1)測(cè)量錨孔深度,應(yīng)不小于桿體總長(zhǎng)度。(2)清理錨孔,用壓縮空氣或掃孔器清凈眼內(nèi)浮渣。(3)從桿體上端套入托板,然后將桿體錐端插入錨孔,以人力方式或機(jī)械方式,將桿體打入錨孔,直到托板緊貼于巖面上,并產(chǎn)生足夠的錨固預(yù)應(yīng)力。(4)向錨孔打入管縫桿體時(shí),需要足夠的撞擊力,打入的桿體越長(zhǎng),打進(jìn)力相應(yīng)增大,桿體軸線必須與錨孔軸線一致,防止縱向彎曲變形。打進(jìn)方法有三種:①人工安裝:用大錘撞擊桿體尾部,桿體逐漸入孔。②用風(fēng)鉆安裝:使用一內(nèi)徑大于桿體圓環(huán)鋼筋的短套筒釬尾,用風(fēng)鉆與套筒聯(lián)接,然后開動(dòng)風(fēng)鉆,通過(guò)其活塞沖擊作用,逐步將錨桿錨入鉆孔。③機(jī)械安裝:國(guó)內(nèi)采用專用的液壓安裝機(jī)(單體式),美國(guó)有專用的液壓錨桿安裝臺(tái)車,鉆孔完畢后,更換一專用的錨桿安裝振動(dòng)器用以撞擊安裝,效果更佳。(5)安裝錨桿前,必須精確確定錨孔與桿體直徑。桿體直徑過(guò)小,容易打入鉆孔,但損失了摩擦阻力,降低錨固力甚至失效了。桿體直徑過(guò)大,則很很難打入錨孔,撞擊力過(guò)大則又產(chǎn)生桿體彎折,因此,必須特別注意確定兩者直徑比例。五、機(jī)械式錨桿機(jī)械式錨桿是使用最平、結(jié)構(gòu)多樣的錨桿類型,基本上是屬于端頭錨固的類型。其共同特點(diǎn)是:錨固機(jī)構(gòu)主要通過(guò)一個(gè)楔子錨頭系統(tǒng)在鉆孔中進(jìn)行軸向或徑向相互錯(cuò)動(dòng)而張緊在鉆孔壁上,從而錨著于巖孔壁,達(dá)到錨固的目的。錨固機(jī)構(gòu)通過(guò)摩擦連接將錨固力大都傳遞給巖層。一般,錨固機(jī)構(gòu)必須直接領(lǐng)先預(yù)應(yīng)力來(lái)固定。機(jī)械式錨桿的主要類型有:漲殼式、楔縫式、倒楔式等。六、小孔徑錨桿小孔徑錨桿,系對(duì)常用的普通孔徑錨桿而言,即鉆孔直徑小,錨桿直徑小。一般的普通孔徑錨桿,其直徑為41~45mm,相應(yīng)的孔徑也在40mm以上。而小孔徑錨桿直徑約為23~32mm左右,鉆孔直徑27?34mm左右。小孔徑錨桿是一種新型的、先進(jìn)的、并有好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。特點(diǎn)是:安全、快速、節(jié)約鋼材。符合錨噴支護(hù)的有關(guān)規(guī)定,滿足礦井支護(hù)巷道的作業(yè)要求。是一項(xiàng)錨噴支護(hù)方面的創(chuàng)新成果,正在廣泛應(yīng)用。我國(guó)有兩種類型的小孔徑錨桿:一是村脂錨固劑小孔徑藥卷,二是管縫式小孔徑錨桿。(一)樹脂錨固劑小孔徑錨桿此種樹脂錨固劑,現(xiàn)國(guó)內(nèi)已成批生產(chǎn),可生產(chǎn)出適合小孔徑錨桿所需要的小直徑樹脂藥卷。如可生產(chǎn)直徑為23mm、28mm、32mm等系列產(chǎn)品。前兩種分別適合于不同桿體直徑錨桿、巖孔。配合低碳合金鋼的桿體,可獲得足夠的錨固力。(二)管縫式小孔徑錨桿現(xiàn)也在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際中廣泛應(yīng)用?,F(xiàn)將一個(gè)主要品種GFMG~29型管縫錨桿的主要性能介紹如下:1、普通孔徑錨桿與小孔徑錨桿的主要區(qū)別(1)普通孔徑管縫錨桿桿體本身機(jī)械強(qiáng)度超過(guò)規(guī)范要求的強(qiáng)度多,潛力甚大,直徑43?45mm的管縫錨桿,壁厚2.5mm,采用低碳合金鋼,其桿體破壞強(qiáng)度達(dá)150KN以上。本身機(jī)械強(qiáng)度與實(shí)際需要的錨固力不相匹配,一般超過(guò)需要強(qiáng)度近1倍。(2)普通孔徑錨桿,需配以直徑41?43mm的鉆桿鉆錨桿孔,其鉆進(jìn)速皮平均為0.46m/min。小孔徑錨桿,配以直徑27mm的鉆頭鉆錨桿孔,其鉆進(jìn)速度平均為0.73m/min(均在相同的砂質(zhì)頁(yè)巖頂板條件下鉆孔),后者比前者的鉆進(jìn)速并提高約58%。(3)此種小孔徑管縫式錨桿斷面系略呈橢圓形截面,安裝時(shí)減少一部分桿缽與巖體摩擦阻力,便于安裝。安裝后桿體彈脹力有效地與孔壁緊密接觸,增強(qiáng)與鉆孔壁的摩擦力,有效地穩(wěn)固圍巖。2、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)小孔徑錨桿其結(jié)構(gòu)及工作原理與普通管縫式錨桿基本相同,系由桿體、法蘭套環(huán)、托板組成。小孔徑桿體是呈橢圓形截面,長(zhǎng)軸29.5mm,短軸28.5mm,孔徑與錨桿桿體直徑差2mm,桿體壁厚2.2~2.5mm,縫槽寬度10mm,桿體長(zhǎng)度1000mm~2000mmo材質(zhì):低碳合金鋼或冷壓延低碳鋼,托板為低碳鋼沖壓成扇形凸緣面形狀。3、技術(shù)性能、規(guī)格(略)4、影響錨固力的主要因素經(jīng)測(cè)試、驗(yàn)算得知,影響錨固力的主要因紊是:孔徑差,有效錨固長(zhǎng)度,桿體與巖體的摩擦系數(shù),桿體鋼材的彈性模量(成正比關(guān)系)以及管壁厚度與管縫寬度。管縫錨桿的錨固力并不因?yàn)楣軓綔p小而減小,錨固力并不全取決于管徑。七、錨桿的質(zhì)量檢驗(yàn)錨桿的質(zhì)量檢驗(yàn),僅僅涉及單根錨桿的實(shí)際性能檢驗(yàn),即可在試驗(yàn)室,也可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行,但主要應(yīng)以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為主。試驗(yàn)的主要內(nèi)容包括:錨桿的最大錨固力,錨桿的錨固力特性曲絨,錨桿錨固力的大小及其隨時(shí)間的變化,震動(dòng)時(shí)錨固力的影響等。錨桿施工質(zhì)量,主要指單根錨桿的施工質(zhì)量。必須按設(shè)計(jì)技術(shù)要求,采用相應(yīng)的檢驗(yàn)方法,并且必須在地下施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢驗(yàn)。其檢測(cè)程序如下:(一)確定檢測(cè)的數(shù)量:巷道每30-50m,砌室每300根錨桿或300要以下,取樣不少于一組;300根以上,每增加1-300根相應(yīng)多取樣一組。設(shè)計(jì)或材料發(fā)生變更,應(yīng)另取一組。每組不得少于3根??墒褂肕LJ—10錨桿拉力計(jì)或MC扭力矩扳手進(jìn)行抗拔力測(cè)定.(二)檢查點(diǎn):在檢查點(diǎn)同一斷面內(nèi)的一排錨桿呈均勻取3根或3根以上作為一組。(三)檢驗(yàn):檢驗(yàn)錨桿抗拔力要做到:1)安裝拉力計(jì)時(shí),其作用線應(yīng)與錨桿同心。2)緩慢均勻加壓,直至壓力表讀數(shù)達(dá)到錨桿設(shè)計(jì)抗拔力相對(duì)應(yīng)的數(shù)值為止,或使錨桿松動(dòng)為止,一般不作破壞性試驗(yàn)。3)接力計(jì)安裝應(yīng)牢靠。4)應(yīng)有安全保護(hù)措施,防止拉拔裝置脫落傷人。5)樹脂、快硬水泥、早強(qiáng)水泥砂漿錨桿應(yīng)在安裝后28天測(cè)定抗拔力。樹脂錨桿若在安裝后半小時(shí)測(cè)定,應(yīng)將測(cè)定什乘以1.3的系數(shù)。6)將壓力表讀數(shù)(數(shù)顯值)按以下公式換算成錨桿抗拔力:F=CPF式中:F 錨桿抗拔力(N)C…-壓力表與抗拔力之間相關(guān)系數(shù),在儀器標(biāo)定時(shí)確定;P 壓力表讀數(shù)(Mpa)S——錨桿拉力計(jì)千斤頂活塞面積(mrr?)(四)根據(jù)《錨噴支護(hù)工程質(zhì)量檢測(cè)規(guī)程》、《煤礦井巷工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量評(píng)定:1)在檢查點(diǎn)一組錨桿中,錨桿抗拔力最小值不小于設(shè)計(jì)值的90%,該檢查點(diǎn)合格;若最低值大于或等于設(shè)計(jì)值,該點(diǎn)為優(yōu)良。2)所檢工程所有檢查點(diǎn)均合格,則該工程錨桿抗拔力質(zhì)量合格;在合格的基礎(chǔ)上,其中有50%及其以上檢查點(diǎn)符合優(yōu)良規(guī)定,則該工程錨桿抗拔力質(zhì)量評(píng)為優(yōu)良。八、錨桿選擇原則1、技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量穩(wěn)定錨桿的材質(zhì)要好、構(gòu)造要先進(jìn),適應(yīng)范圍要廣泛;錨固裝置要適應(yīng)具體巖性和工程地質(zhì)條件;錨固力要大于設(shè)計(jì)錨固力;要保證達(dá)到安全可靠的支護(hù)目的。2、經(jīng)濟(jì)合理在滿足技術(shù)要求的條件下,對(duì)預(yù)選錨桿的價(jià)格進(jìn)行排隊(duì),選取價(jià)格合理的錨桿,以降低工程造價(jià),提高經(jīng)濟(jì)效益。3、操作簡(jiǎn)單、安裝方便根據(jù)錨桿安裝技術(shù)要求的高低、安裝操作的難易程度,優(yōu)先考慮機(jī)械化安裝,以提高安裝工作效率,減輕工人的體力勞動(dòng),加快工程進(jìn)度。4、貨源充足、保證供應(yīng)供貨單位要滿足施工數(shù)量的要求、運(yùn)輸條件要保證錨桿按時(shí)按量滿足施工的需要,確保生產(chǎn)的連續(xù)性。根據(jù)以上原則,結(jié)合各種錨桿的性能特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)實(shí)際情況,目前錨噴支護(hù)應(yīng)優(yōu)先選擇樹脂錨桿和水泥錨桿。第三部分噴射混凝土噴射混凝土是將一定配比的水泥、砂子、石子和速凝劑的拌合物,通過(guò)混凝土噴射機(jī),用壓縮空氣做動(dòng)力,沿著管路壓送到噴嘴處,與水混合后,以較高的速度(30~120rn/s)噴射到巖面上凝結(jié)硬化的一種新型支護(hù)形式。噴射混凝土,除應(yīng)具有一般混凝土的要求外,還應(yīng)具有特殊的性能,如凝固速度快、吸濕性小、保水性好、早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快、體積穩(wěn)定、與圍巖表面粘結(jié)力好、回彈率低、粉塵小等。根據(jù)噴射混凝土的不同噴射工藝,分為干式噴射混凝土、潮濕式噴射混凝土、濕式噴射混凝土以及SEC噴射混凝土。根據(jù)噴射混凝土的組分不同,可分為一般噴射混凝土與纖維增強(qiáng)噴射混凝土。一、噴射混凝土支護(hù)的特點(diǎn)與普通混凝土相比,噴射混凝土在物理力學(xué)性能及圍巖支護(hù)特性方面,具有以下特點(diǎn):1、混凝土以較高的速度從噴頭噴向巖面,使水泥顆粒受到重復(fù)碰撞沖擊,混凝土層得到連續(xù)沖實(shí)和壓密;同時(shí),噴射工藝又允許采用較小的水灰比(約0.45左右),因此噴射混凝土層具有良好的物理力學(xué)特性。2、噴射混凝土能隨著巷道掘進(jìn)及時(shí)施工,且加入了速凝劑后它的早期強(qiáng)度成倍增長(zhǎng),能控制圍巖的過(guò)度放松與松馳。3、噴射混凝土層較薄,具有較好的柔性,可以同圍巖一起共同變形,產(chǎn)生一定量的徑向位移。噴射混凝土在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上均比普通混凝土優(yōu)越得多,概括起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面:1、由于噴射混凝土能提高井巷圍巖的自身穩(wěn)定性和承載能力,并與巖層構(gòu)成共同承載的整體,支護(hù)厚度可減薄一半,井巷掘進(jìn)斷面亦可相應(yīng)減少10%?20%。2、噴射混凝土支護(hù)使混凝土的運(yùn)輸、澆灌、搗固等工序合為一條作業(yè)線,免除了立模、拆模等繁瑣工序,施工工藝大為簡(jiǎn)化。而且噴射混凝土還可以用管道進(jìn)行長(zhǎng)距離輸送。3、和砌硝相比,可以節(jié)約木材和鋼材約40%左右,施工速度可提高2?3倍,成本可降低1/3?1/2,工效提高3-4倍,工時(shí)減少75%-80%)。二、噴射混凝土支護(hù)的作用原理1、支撐作用由于噴射混凝土(或噴漿)具有良好的物理力學(xué)性能,特別是抗壓強(qiáng)度較高,可達(dá)20Mpa,因此能起到支撐地壓的作用。又因其中摻有速凝劑,使混凝土凝結(jié)快,早期強(qiáng)度高,緊跟掘進(jìn)工作面作業(yè),起到及時(shí)支撐圍巖的作用,有效地控制了圍巖的變形和破壞。2、充填作用由于混凝土的噴射速度很高,能很好地充填圍巖的裂隙、節(jié)理和凹穴的巖面。大大提高了圍巖的強(qiáng)度。3、隔絕作用噴射混凝土層封閉了圍巖表面,完全隔絕了空氣、水與圍巖的接觸,有效地防止了風(fēng)化潮解引起的圍巖破壞與剝落。同時(shí),由于圍巖裂縫中充填了混凝土,使裂隙深處原有的充填物不致因風(fēng)化作用而降低強(qiáng)度,也不致因水的作用而使得原充填物流失,使圍巖得以保持原有的穩(wěn)定和強(qiáng)度。4、轉(zhuǎn)化作用高速噴射到巖面上形成混凝土層,具有很高的粘結(jié)力(粘結(jié)力一般達(dá)700N/cm2)和較高的強(qiáng)度,混凝土層與圍巖緊密結(jié)合,能在接合面上傳遞各種應(yīng)力,再加上充填、隔絕作用的結(jié)果,提高了圍巖的穩(wěn)定性和自身的支撐能力,因而使混凝土層與圍巖形成一個(gè)共同工作的力學(xué)統(tǒng)一體,具有把巖石載荷轉(zhuǎn)化為巖石承載結(jié)構(gòu)的作用。噴射混凝土支護(hù)作用原理的這幾個(gè)方面,并非彼此獨(dú)立存在,而是互為補(bǔ)充、相互聯(lián)系、共同作用的。三、噴射混凝土原材料、混合料及施工機(jī)具的有關(guān)規(guī)定(-)原材料1、應(yīng)優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥,也可選用礦渣硅酸鹽水泥,必要時(shí)采用特種水泥。水泥標(biāo)號(hào)不得低于325#,性能應(yīng)符合現(xiàn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)。2、應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的中砂或粗砂,細(xì)度模數(shù)宜大于2.5,含水率宜控制在5%-7%。3、應(yīng)采用堅(jiān)硬耐久的卵石或碎石,粒徑不宜大于15mm。當(dāng)使用堿性速凝劑時(shí),不得使用含有活性二氧化硅的石材。4、噴射混凝土的骨料級(jí)配應(yīng)控制在設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。5、應(yīng)采用符合質(zhì)量要求的外加劑,摻外加劑后的噴射混凝土性能必須滿足設(shè)計(jì)要求。在使用速凝劑前,應(yīng)做與水泥的相關(guān)相容性試驗(yàn)及水泥凈漿凝結(jié)試驗(yàn),初凝時(shí)間不應(yīng)大于5min,終凝時(shí)間不應(yīng)大于10min。6、混合水中不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害物質(zhì),不得使用污水以及PH值小于4的酸性水和含硫酸鹽量按SO4計(jì)算超過(guò)水重1%的水。(二)混合料1、水泥與砂石之重量比宜為1:4-1:4.5。2、砂率宜為45%-55%.3、水灰比宜為0.4-0.454、速凝劑的摻量應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。一般控制在3-5%。5、原材料按重量計(jì),稱重的允許偏差:水泥和速凝劑為±2%,砂和石為±3%。6、混合料采用容量小于400L的強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌時(shí),其攪拌時(shí)間不得少于Imin;采用自落式攪拌機(jī)時(shí),不得少于2min:采用人工攪拌時(shí),攪拌次數(shù)不得少于3次?;旌狭蠐接型饧觿r(shí),攪拌時(shí)間應(yīng)適當(dāng)加長(zhǎng)?;旌狭弦穗S拌隨用,不摻速凝劑時(shí),存放時(shí)間不應(yīng)超過(guò)2h,摻速凝劑時(shí),存放時(shí)間不得超過(guò)20min?7、選用的噴射機(jī)密封性能應(yīng)良好,輸料連續(xù)均勻,生產(chǎn)能力為3-5mVh,允許輸送的骨料最大粒徑為25mm,輸料距離水平不小于100m,垂直不小于30mo8、輸料管應(yīng)能承受0.8MPa以上的壓力,應(yīng)具有良好的耐磨性能。四、干式噴射混凝土其基本特點(diǎn)是:水泥、粗細(xì)骨料和速凝劑,通過(guò)人工或機(jī)械進(jìn)行干式拌合均勻后,由干式混凝土噴射機(jī),用壓縮空氣,從輸送管內(nèi)輸送到噴嘴,在噴嘴處按規(guī)定的水灰比,加入壓力水,與干料迅速混合,由噴嘴噴射到井巷圍巖壁面上,實(shí)現(xiàn)噴射混凝土支護(hù)。如果用專用的快凝錨噴水泥,則可不再添加速凝劑。(-)噴射混凝土水泥噴射混凝土選用的水泥,以采用普通硅酸鹽水泥為佳,其次選用礦渣硅酸鹽水泥,其標(biāo)號(hào)不低于325#。摻用一定量的速凝劑作為噴射混凝土水泥。(二)噴射混凝土骨料1、細(xì)骨料細(xì)骨料一般用中砂或粗中砂混合的石英砂為佳。細(xì)砂不適宜,它會(huì)增加水泥用量,增加混凝土的收縮和降低混凝土的強(qiáng)度。特別是過(guò)細(xì)的粉砂中含有少于5Hm的顆粒,影響人體健康。2、粗骨料粗骨料一般采用堅(jiān)硬的碎石或河卵石。使用前應(yīng)篩選。碎石粒徑應(yīng)不大于15~20mm,河卵石粒徑不大于20~25mm。級(jí)配要適中。3、骨料粒徑分布噴射混凝土的強(qiáng)度和噴射效率,受骨料的影響很大,骨料選擇應(yīng)充分注意粒徑分布,選擇最佳級(jí)配。(三)配合比一般情況下,原始配比每立方米混凝土中,水泥用量約在375~400kg為宜,膠骨比為1:4~1:4.5;含砂率一般為50%?55%。不同的配合比,噴射的效果也不同,配合比對(duì)各項(xiàng)性能的影吶見下表。原始配合比水泥:砂:石子1:1:11:3:11:2:2回彈率大(石子過(guò)多)大(骨料表面積大)較小混凝土強(qiáng)度高較低較高實(shí)際水泥用量多(回彈最大)多(回彈量大)較少混凝土收縮率較小大較小綜合評(píng)價(jià)差差好一般在井巷支護(hù)中,噴射混凝土的重量配合比可參照下表選用。噴射部位配 合 比水泥:粗中混合砂:石子水泥:細(xì)砂:石子側(cè)墻1:(2.0-2.5):(2.0-2.5)1:2.0:(2.0—2.5)拱頂1:2.0:(1.5-2.0)1:(1.5-2.0):(1.5-2.0)(四)水灰比水灰比對(duì)噴射混凝土的強(qiáng)度、一次噴射厚度和回彈量等都有直接影響。水灰比愈小,混凝土強(qiáng)度愈高。水灰比過(guò)大時(shí)、噴射到巖面土的混凝土?xí)魈氏聣?,降低一次噴射厚度和增大回彈量。水灰比過(guò)小,噴射料束干燥分散、回彈量大,粉塵大,水泥中最具活性的微粒部分飛濺損失多,噴層出現(xiàn)干斑,也同樣影響一次噴射厚度和強(qiáng)度。據(jù)測(cè)定,水灰比在0.4?0.45時(shí)較好。(五)速凝劑為縮短噴射混凝土的凝結(jié)時(shí)間,獲得一定早期強(qiáng)度,使噴層足以支持自重,具有一定的抗沖擊能力,增大一次噴厚,減少回彈損失、故噴射混凝土干拌和料中要摻入一定量的速凝劑。速凝劑的使用效果與水泥品種有關(guān),一般速凝劑摻量為水泥重量的2.5-4%,要求摻速凝劑后的噴射混凝土,在3~5分鐘內(nèi)初凝,10分鐘內(nèi)終凝。由于砂、石集料含有一定的水分,在噴射前速凝劑已開始發(fā)生作用,因而影響速凝效果及混凝土強(qiáng)度。故要求摻加速凝劑的拌和料,要在30分鐘內(nèi)用完,以減小停放時(shí)間對(duì)凝結(jié)時(shí)間及強(qiáng)度的影響。拌和料停放時(shí)間對(duì)凝結(jié)時(shí)間及強(qiáng)度的影響速凝劑摻入方法拌合料停放時(shí)間(分)凝結(jié)時(shí)間(分)抗壓強(qiáng)度(Mpa)初凝終凝1天2天28天先加05.5135.19.912.5先加301.5123.56.99.8先加601.614.52.66.89.6先加1202,3520.52.14.16.3后加304.5265.19.012.3后加609.5545.09.012后加1209.5554.59.111.8注:速凝劑摻量為4%,水泥為500#普通硅酸鹽水泥。(六)工藝流程、操作技術(shù)干式噴射混凝土的工藝流程是粗、細(xì)骨料和水泥、速凝劑,按設(shè)計(jì)的配合比和摻量,通過(guò)攪拌機(jī)干式拌和均勻后,由上料機(jī)輸入噴射機(jī)料斗內(nèi),由噴射機(jī)經(jīng)壓縮空氣在輸料軟管中輸送至噴嘴處,按規(guī)定的水灰比,加入壓力水混合后,由噴嘴噴射到巖壁上,構(gòu)成噴射混凝土支護(hù)。速凝劑采用“后加法”為宜,即直接加入噴射機(jī)料斗內(nèi)。1、噴射混凝土的施工準(zhǔn)備工作:(1)噴射混凝土前,首先要進(jìn)行安全檢查,進(jìn)行敲幫問(wèn)頂、處理松阡活石等工作,只有經(jīng)檢查確認(rèn)操作范圍內(nèi)沒(méi)有安全問(wèn)題時(shí),才能進(jìn)行其它工作。(2)檢查井巷掘進(jìn)規(guī)格質(zhì)量,對(duì)欠挖部分應(yīng)除掉,使其符合設(shè)計(jì)要求,以保證噴射過(guò)后的巷道規(guī)格。特別是巷道兩幫基底的浮開,必須清除干凈。(3)噴射機(jī)要做到每天解體檢查一次,及時(shí)更換損壞的零件。噴前要對(duì)噴射機(jī)具和風(fēng)、水、電纜管線等進(jìn)行全面檢查和試運(yùn)轉(zhuǎn),管路、壓力表和噴射機(jī)、電氣部分要做到暢通、完好、防爆。對(duì)水泥、粗細(xì)骨料、速凝劑等的質(zhì)量和計(jì)量裝置進(jìn)行檢查。(4)清洗沖刷巖面,清洗巖面上的粉塵、巖漿、油污等。一般圍巖,采用壓力水沖洗;松軟易風(fēng)化潮解圍巖采用壓縮空氣沖刷。經(jīng)過(guò)沖刷,不僅能沖去粉塵和浮汗,而且還能提高混凝土在巖壁的粘著力,使回彈率降低。(5)掌握輪廓線為確保噴射巷道的規(guī)格、噴層厚度和平整度,噴前需看好中線、腰線、輪廓線,找出需噴部位的凸凹量,使噴射手在噴射時(shí)能容易掌握并做到心中有數(shù),可采用以下幾種方法:①掛好輪廓線。在噴射范圍內(nèi)的巷道頂部中心位置與中心位置兩側(cè)部位、兩側(cè)拱基線上下七個(gè)部位,沿巷道軸線方向在巷道輪廓線上用鉛絲拉好控制線多少,視巷道成型情況和噴射手技術(shù)熟練程度而定。噴射手應(yīng)按照控制線噴射。②穩(wěn)好噴射胎骨,按照骨型噴射。③找好中、腰線放好尺,找出需噴部位的凸凹量。(6)調(diào)整好壓風(fēng)管路,保證工作地點(diǎn)有足夠的風(fēng)量。2、工作氣壓。正確地控制壓縮空氣的壓力,是保證混凝土於質(zhì)量、減少回彈、降低粉塵的關(guān)鍵。噴射機(jī)工作氣壓的控制,應(yīng)以噴頭處出料噴射效果的最佳狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)。通常,采用干式噴射機(jī),配比為1:2.5:2,輸送管長(zhǎng)在20m內(nèi)時(shí),噴射混凝土的工作氣壓以0.11?0.13MPa為宜。此時(shí),噴層的強(qiáng)度高,回彈損失少。輸料管的長(zhǎng)度增大,則工作室內(nèi)氣壓也應(yīng)增大。其關(guān)系是:空載壓力=輸料管長(zhǎng)度(m)xo.OOlMPa工作壓力=1+輸料管長(zhǎng)度(m)x0.0013MPa3、水壓一般應(yīng)比氣壓高O.IMPa左右,以保證噴嘴處水流能充分潤(rùn)濕一瞬即過(guò)的干拌料。控制水壓,調(diào)節(jié)噴嘴水環(huán)上的開水閥即可。4、水灰比:(見前面的內(nèi)容)5、噴嘴與受噴面的距離。舍適的噴嘴與受噴面間距,是保證噴射混凝土的回彈率最小,獲得較高噴體強(qiáng)度為準(zhǔn)則。T般以0.8~1.0m為適宜。6、噴射方向與受噴面的夾角。噴射方向與受噴面垂直時(shí),回彈率最小。當(dāng)噴射方向與受噴面斜交時(shí),會(huì)出現(xiàn)一個(gè)平行于受噴面的噴射分力,不利于混凝土與受噴面粘著,并增加回彈量。斜交的夾角愈小,回彈愈多。除噴射兩幫側(cè)墻下部時(shí),噴者的噴射射角可下俯10?15度外,其它情況則應(yīng)要求噴射方向盡可能垂直于受噴面。7、一次噴射厚度。一次噴射厚度同噴射方向與水平面的關(guān)系很大。在不摻速凝劑的情況下,噴射側(cè)墻量,一次噴射厚度可達(dá)7?8cm;噴射拱頂時(shí),一次噴射厚度為3~4cm;水平夾角在30度時(shí),一次性噴射厚度為5~7cm;水平夾角在60度時(shí),一次噴射厚度為4~5cm。摻速凝劑后,一次噴厚可增加一倍左右。8、分層噴射的間歇時(shí)間。在常溫下(15?20C)使用摻有速凝劑的普通硅酸鹽水泥時(shí),分層噴射的間歇時(shí)間為15~30tnino不加速凝劑時(shí)間隔時(shí)約為4h左右。9、噴射作業(yè)。噴醬移動(dòng)方式:開始時(shí),先向受噴面以左右及上下移動(dòng)的掃射方式,噴一薄層塑性層后,再進(jìn)行正常噴射。噴巖方向垂直于巖面,噴嘴作圓形或橢圓形的螺旋狀移動(dòng)。噴射順序:應(yīng)先墻后拱,自下而上,遇有鋼筋網(wǎng)時(shí),應(yīng)采用近距離斜向、快速方式噴射。不論是在噴射墻還是拱時(shí),一般情況下先噴射裂縫處與超凹部位,即首先添凹補(bǔ)平,找平后再按正規(guī)操作噴射,在添凹補(bǔ)坑時(shí)噴槍可直對(duì)凹部,緩慢移動(dòng),甚至不動(dòng)、加快找平的速度,這樣做能夠使正常噴射簡(jiǎn)單易行,還能減少回彈量。噴射作業(yè)時(shí),噴射手一定要根據(jù)井巷的噴射部位和巖石特征,掌握好噴射角度、噴射距離,一次噴厚、水灰比、回彈量的大小及巷道的規(guī)格要求和噴射程序。噴射作業(yè)時(shí),應(yīng)使噴嘴力求垂直于巖面,噴射墻下部位時(shí),其噴射角度以10-15度下俯為宜,噴頂時(shí),其最小夾角不小于65度。可采用劃圓或走線噴射的方法。劃圓噴射以螺旋狀一圈壓半圈沿橫向由下而上反復(fù)運(yùn)動(dòng),圓徑為200-250mm。走線噴射沿水平方向做反復(fù)運(yùn)動(dòng)。無(wú)論使用哪種形式的噴射方法,均應(yīng)使料束噴在噴層臺(tái)階的拐角處。10、噴射混凝土的收縮、養(yǎng)護(hù)與滲漏水的處理。噴射混凝土的收縮。噴射混凝土由于水泥用量大,細(xì)骨料(砂)多,又摻入速凝劑,因此,收縮值要比普通混凝土大。如果噴射混凝土結(jié)構(gòu)容許其收縮變形不受拘束的變化,那就不會(huì)在混凝土內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力。但噴射混凝土作為地下井巷嗣室支護(hù)結(jié)構(gòu),主要依靠它與巖石之間的緊密粘結(jié)和咬合,這樣噴射混凝土的收縮變形就要受到巖石的約束,引起混凝土內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。噴射混凝土收縮紋的寬度一般較小(0.1-0.3mm左右),深度也不大于50mm,而且到一定階段就趨于穩(wěn)定,不再發(fā)展。因此,它和外應(yīng)力(巖石壓力)引起的結(jié)構(gòu)受力裂紋不一樣,影響也較小。但收縮開裂終究是一種不可忽視的缺陷,特別當(dāng)噴射混凝土層較薄時(shí),可能出現(xiàn)貫通裂紋,則影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性,削弱它同巖層的共同工作性能。對(duì)在含水層中應(yīng)用的噴射混凝土,則會(huì)形成滲水通路,使支護(hù)層的抗?jié)B性能惡化,甚至影響支護(hù)結(jié)構(gòu)。對(duì)在遭受震動(dòng)、干濕或凍融反復(fù)作用的或有腐水影響的噴射混凝土結(jié)構(gòu),收縮裂縫則會(huì)使其耐久性變差。影響開裂收縮的因素主要有以下幾個(gè)方面:(1)空氣濕度。混凝土收縮主要是由水泥中水分的損失引起的。因此硬化過(guò)程中周圍的空氣濕度對(duì)混凝土收縮值有很大影響?;炷猎谒袝r(shí)體積膨脹,隨著空氣濕度的減小,收縮值增大。(2)水泥用量和水灰比。水泥用量愈大,水灰比愈大,收縮值則愈大。反之,則收縮值愈小。(3)支護(hù)層厚度。噴層越薄,水分蒸發(fā)越快,收縮值就越大。(4)水泥品種。火山灰水泥遠(yuǎn)比普通水泥收縮值大。(5)速凝劑質(zhì)量。速凝劑質(zhì)量低劣會(huì)使收縮值增大。噴射混凝土的養(yǎng)護(hù)。噴射完混凝土2-4h內(nèi),應(yīng)開始噴水養(yǎng)護(hù),噴水次數(shù)以保持混凝土具有足夠的濕潤(rùn)狀態(tài)為好,噴水養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于145只有在淋水地區(qū)或相對(duì)濕度在95%以上的情況下,才可不專門進(jìn)行養(yǎng)護(hù)或縮短養(yǎng)護(hù)期。一般條件下的養(yǎng)護(hù)制度如下表??諝鉂穸人嗥贩N養(yǎng)護(hù)日期備注60%經(jīng)下普通、礦渣硅酸鹽21/28每2-3小時(shí)噴水一次80%左右同上14/21每3?4小時(shí)噴水一次90%以上同上7/14每8小時(shí)噴水一次施工中遇有巖面淋水、滴水和滲水等情況,須弄清水情和水源,針對(duì)不同情況采用封、堵、截、導(dǎo)、吹等方法,加以處理。巖壁上僅有冷凝水或微量滲水,只須在噴射前用壓縮空氣吹掃或酌情少量增加速凝劑摻量或減小水灰比等措施。遇有小裂隙水可采用五磯灰漿進(jìn)行封堵。對(duì)于圍巖滲漏水,則采用導(dǎo)水為主的方法,即在水源點(diǎn)處鑿一深約100mm的喇叭口,埋入導(dǎo)水管,向管子周圍噴射混凝土,等混凝達(dá)達(dá)到相當(dāng)強(qiáng)度后,再?gòu)膶?dǎo)管向圍巖內(nèi)注入水泥漿進(jìn)行封孔。五、潮式噴射混凝土1、潮濕噴射混凝土與干式噴射混凝土的區(qū)別在于水泥與粗、如集料與水泥的拌合不是干拌,而是采用含水量10?12%的粗、細(xì)集料與水泥拌合為含水量8?10%的潮料。采用相應(yīng)的能噴射潮料的混凝土噴射機(jī)。用壓縮空氣輸料,潮料在輸送中以介于稀薄流與半稠流狀態(tài)輸送到噴嘴,補(bǔ)充壓力水后,由噴嘴噴射到圍巖面上。速凝劑在料斗或噴嘴處添加。采用潮濕噴射混凝土,可大大降低粉塵濃度。2、潮濕噴射混凝土材料選擇與干式噴射混凝土的不同之點(diǎn)是不能選用早強(qiáng)速凝水泥,一般選用不低于425#普通硅酸鹽水泥。粗骨料的粒徑比干式噴射混凝土要小,最大粗徑以5?10mm為宜,細(xì)骨料宜采用堅(jiān)硬中砂或粗抄,并滿足級(jí)配要求。3、配合比??刹捎酶墒絿娚浠炷恋呐浜媳?,即水泥:砂子:石子為1:2:2,最好略為減少粗骨料所占的比例。初噴時(shí)或噴層薄時(shí),宜采用1:2:1,復(fù)噴或噴射厚度較大時(shí)采用1:2:1.5為宜。4、卸料與拌料方式(1)砂子、石子等粗細(xì)骨料先加水浸濕,卸到噴射作業(yè)的儲(chǔ)料場(chǎng)所,風(fēng)干20h以上方可使用。(2)把濕潤(rùn)的粗細(xì)骨料按配合比配合,拌勻,然后按配合比要求將水泥加入濕骨料之中,邊加邊攪拌均勻。(3)拌好的潮濕料中的含水量8?10%為宜,即用手能捏成團(tuán)狀,松開手便能散開為度。⑷潮料隨拌隨噴射,拌好的潮料不要超過(guò)水泥的初凝期,宜控制在15分鐘以內(nèi),特殊情況下最多不得停放30~45分鐘。5、工藝參數(shù)潮濕噴射混凝土的施工工藝參數(shù)與干式噴射混凝土的不同的是:(1)輸料管長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng),一般不超過(guò)20?60米。(2)工作氣壓較干式噴射略高。噴嘴處氣壓為0.13~0.18MPa,噴射機(jī)工作室氣壓為0.2?0.6MPa左右。(3)潮濕拌合料與壓縮空氣的比例為1:8?12,此時(shí)料流介于稀薄流與半稠流狀態(tài)之間,在輸料管內(nèi)輸送。⑷噴嘴到噴射面的距離略小,一般為0.4~1.0米。(5)水灰比0.4~0.5。其余工藝參數(shù)與干式基本相同。六、濕式噴射混凝土1、基本特點(diǎn):按一定的配合比將水泥、粗細(xì)骨料和水一起攪拌好,然后借助于各種類型的濕式噴射機(jī),將拌合好的混凝土通過(guò)輸料軟管輸送到噴嘴,并在噴嘴處添加液體速凝劑,用壓縮空氣補(bǔ)給能量,使混凝土料形成料束,從噴嘴噴射到圍巖面上。2、按濕式拌合物在濕式機(jī)械與輸料軟管中的輸送方式,濕式噴射混凝土可分為兩大類型:(1)稠流態(tài)濕式噴射混凝土其特點(diǎn)是將呈“稠狀”態(tài)(水度比較高的富配合)的拌合料,用泵式濕噴機(jī)的機(jī)械力壓送經(jīng)輸料軟管送至噴嘴(而不是用壓縮空氣輸送),然后在噴嘴處添加液體速凝劑,用壓縮空氣補(bǔ)給能量后,從噴嘴噴射到圍巖面上。由于稠流態(tài)濕式嘖特混凝土的水灰比較大,混凝土的收縮相對(duì)增大,強(qiáng)度降低,一次噴厚較小。(2)半稠流態(tài)濕式噴射混凝土其特點(diǎn)是,將拌合呈“半稠狀”態(tài)(水灰比不足的貧配合)的拌合料,用壓縮空氣輸送的濕式噴射機(jī),經(jīng)輸料軟管輸送至噴嘴、并在噴嘴處添加液體這凝劑,補(bǔ)加壓力水和壓縮空氣用噴嘴噴射到圍巖面上。此種輸料方式的噴射,降低了水灰比,改善了噴射混凝土的物理力學(xué)性能,可加大噴射厚度。3、濕式噴射混凝土材料選擇(1)水泥不能采用速凝、早強(qiáng)的專用水泥,只宜選用保水性好、凝結(jié)硬化較快、早期強(qiáng)度增長(zhǎng)快的水泥,如普通的硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥(礦渣摻量25%低于),標(biāo)號(hào)宜在425#以上。(2)粗骨料最大拉徑,碎石不趕過(guò)8m,河卵石有超過(guò)10mm。(3)細(xì)骨料同潮濕噴射要求。4、配合比(1)稠流泵壓式濕噴混凝土配比中,其水泥含量高于干式和潮式噴射混凝土,一般應(yīng)不低于400kg/m3,最優(yōu)含量450~480kg/m3。對(duì)應(yīng)的配合比一般為1:2.505,即明顯降低粗骨料的比例。(2)半稠流態(tài)濕式噴射混凝土,加水分兩次進(jìn)行笫一次加入設(shè)計(jì)水灰比的50~70%的水量,第二次加水則在噴嘴處補(bǔ)加不足的水量,兩次加水,使混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)水灰比,其值一般為0.39~0.42。6、液體速凝劑在噴嘴處添加液體速凝劑,是濕式噴射混凝土工藝的重要條件。據(jù)國(guó)外試驗(yàn)結(jié)果,液體速凝劑的使用效果,比粉狀干式速凝劑要好。在30秒內(nèi)擾壓強(qiáng)度能達(dá)到IMPa,幾小時(shí)內(nèi)能達(dá)到lOMPa,對(duì)28天強(qiáng)度的影響比粉狀速凝劑要小得多。7、濕式噴射混凝土工藝參數(shù)濕式噴射混凝土工藝參數(shù)與干式、潮濕式噴射混凝土工藝的主要區(qū)別是:(1)輸料管長(zhǎng)度較短,一般在20~50米左右。(2)壓縮空氣輸送式濕噴機(jī),其工作氣壓較高,一般達(dá)到了1.5?0.2MPa,濕拌料與壓縮空氣之比約1:(6~8)。(3)泵式濕噴機(jī)噴嘴料流往往不太穩(wěn)定,一次噴射厚度較小。七、噴射混凝土環(huán)境控制目前噴射混凝土突出的問(wèn)題是粉塵及回彈。粉塵濃度大,污染施工環(huán)境,有損作業(yè)人員的身體健康?;貜椔蚀?,浪費(fèi)支護(hù)材料,降低混凝土噴射強(qiáng)度。(-)粉塵產(chǎn)生原因產(chǎn)生粉塵的主要原因是使用壓縮空氣。噴射混凝土從噴嘴射出時(shí),由于壓縮空氣的突然擴(kuò)散和生成的渦流,使粉塵微粒分離擴(kuò)散于空氣之中。粉塵濃度大小與下列主要因素相關(guān):1、骨料質(zhì)量當(dāng)骨料干燥、且含有粘土和塵埃顆粒時(shí),會(huì)引起粉塵的增多。因此,選料時(shí)要求骨料干凈,質(zhì)量必須達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。2、拌料與作業(yè)方式在井下作業(yè)地點(diǎn)攪拌干料時(shí),攪拌機(jī)上料及人工攪拌處、輸料管密封不嚴(yán)的地點(diǎn)、特別是在噴射時(shí)產(chǎn)生的粉塵量最多。上料、攪拌,特別是噴嘴回風(fēng)側(cè),以及獨(dú)頭停風(fēng)噴射混凝土?xí)r的粉塵量最大。3、噴嘴噴射產(chǎn)生粉塵干式噴射,由于水泥在噴嘴中停留時(shí)間短,水量控制不好,常使噴出的混凝土干濕不均,因而產(chǎn)生較大粉塵。4.噴射氣壓與噴距噴射氣壓大,將使整個(gè)噴射環(huán)節(jié)的粉塵增大。噴嘴距工作面距離增遠(yuǎn),粉塵便增大。當(dāng)噴嘴距工作面0.5m時(shí),粉塵濃度為lOmg/m3,距離1.5m時(shí),粉塵濃度增大到60mg/n?。5、噴射機(jī)型與操作不同類型噴射機(jī),在同等氣壓與操作條件下,其粉塵濃度有很大差異,轉(zhuǎn)子式噴射機(jī)橡膠板壓緊裝置,過(guò)緊則加快摩損形成間隙造成漏氣飛塵;過(guò)松又自然跑氣亦導(dǎo)致粉塵飛揚(yáng)。最大可達(dá)數(shù)百亳克以上。(二)降低粉塵措施1、綜合防塵主要采用干式和濕式吸塵(各種過(guò)濾器和旋流器),灑水(水幕法、噴復(fù)法)和加強(qiáng)通風(fēng)。采用濕式旋流除塵器與llkw局部通風(fēng)機(jī)供風(fēng)配合使用,粉塵濃度可降低60%以上。此外,水氣霧幕可使井下空氣中的含塵量降低50?70%:如果設(shè)置多道水氣霧幕,可使空氣中粉塵降到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。2、采用潮濕式噴射干式噴射混凝土?xí)r粉塵濃度一般為77.3~127mg/m3(重點(diǎn)測(cè)定),而潮濕噴射時(shí)粉塵濃度降為17~28mg/m\3、安設(shè)預(yù)加水環(huán)和混合室4、改進(jìn)噴嘴結(jié)構(gòu)5、選擇適合的機(jī)具6、掌握好噴距、氣壓和水壓7、提高材料質(zhì)量8、摻減水劑9、采用粉塵減小劑10、發(fā)展?jié)袷絿娚涔に嚕ㄈ┓蹓m濃度的檢測(cè)1、檢測(cè)內(nèi)容卸料、攪拌料時(shí)產(chǎn)生的粉塵量;上料時(shí)產(chǎn)生的粉塵量;噴射機(jī)產(chǎn)生的粉塵量;噴嘴出口處產(chǎn)生的粉塵量;進(jìn)風(fēng)源的粉塵量;噴射點(diǎn)回風(fēng)側(cè)氣流中的粉塵含量。2、測(cè)點(diǎn)布置量測(cè)粉塵的測(cè)點(diǎn)應(yīng)放在產(chǎn)生粉塵的地點(diǎn)。即噴嘴、噴射機(jī)、上料攪拌料、卸料、進(jìn)風(fēng)源和噴嘴回風(fēng)側(cè)等地點(diǎn)。3、粉塵的最高允許濃度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:粉塵中含有游離二氧化硅大于10%時(shí),最高允許濃度為2mg/nA粉塵中含有游離二氧化硅小于10%時(shí),最高允許濃度為10mg/m\噴射混凝土支護(hù)主要是水泥粉塵,其最高允許濃度一般為10mg/m3o(四)回彈物的產(chǎn)生回彈物多少,足以影響噴射混凝土的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效果。決定回彈物的因素很多,幾乎與噴射作業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)有關(guān)系,概括起來(lái)是:1、粗骨料粒徑越大,回彈率相應(yīng)增加。2、回彈率與噴距的關(guān)系,回彈率在同一巷道部位,隨噴距的變化時(shí)變化,噴距過(guò)大過(guò)小都將使回彈率增大。對(duì)直墻噴射時(shí),分上、中、下三個(gè)代表區(qū)段,對(duì)應(yīng)于不同噴距的回彈率;結(jié)果如下表。直墻噴射距離與回彈率的關(guān)系直墻部分噴射距離(米)回彈物的干態(tài)重量(kg)(%)下部0.511.710.51.010.59.41.51419.52.016.414.6中部0.513.111.71.010.59.41.27.76.91.59.78.62.016.613.9下部0.513.411.81.011.610.41.515.313.92.019.117對(duì)拱頂部分噴射時(shí),分成拱頂中心區(qū)與旁側(cè)區(qū),對(duì)應(yīng)于不同噴距的回彈率實(shí)測(cè)結(jié)果如下表。拱頂噴射距離與回彈率的關(guān)系巷道拱部噴射距離(米)回彈物干態(tài)重量(kg)(%)旁側(cè)區(qū)0.59.38.31.05.44,81.510.89.72.012.311中心區(qū)0.518161.013.311.91.516.414,72.020.017.83、回彈率與噴射角度的關(guān)系噴射方向與水平方向所成的是交角,是影響回彈率的重要因素。當(dāng)噴射角度為0度時(shí),其回彈率最低,一般不大于12%;當(dāng)噴射角度增大到30度時(shí)、其回彈率增大到17~21.5%;當(dāng)噴射角度增大到90度時(shí)(垂直向上噴射),其回彈率增大到20~30%。對(duì)同一噴射面,噴射方向與之垂直時(shí),對(duì)應(yīng)的回彈率最??;噴射方向與噴射面的夾角愈小,其回彈率愈大。4、回彈率與噴射水泥、速凝劑的關(guān)系采用專用噴射水泥的回彈率比采用普通水泥的要?。簱郊铀倌齽┑幕貜椔时炔粨郊铀倌齽┑囊?。實(shí)測(cè)結(jié)果如下表。直墻部分回彈率(%)拱頂部分回彈率(%)下部中部上部旁側(cè)區(qū)中心區(qū)專用水泥或摻速凝劑8-107-96-96-1212-15普通水泥不摻速凝劑23-3520-2218-2020-2530-355、回彈率與水泥含量的關(guān)系水泥的最佳含量為300~450kg/m3o6、與水灰比的關(guān)系水灰比過(guò)大,噴射混凝土於會(huì)流淌下墜,增大回彈率;水灰比過(guò)?。ǎ?4)時(shí),料束干燥分散,亦增大回彈率。實(shí)踐表明,采用1:2:1(水泥:砂:石)和1:3(水泥:砂)的噴射混凝土和砂漿,水灰比在0.4?0.45最為理想。7、回彈率與水、拌合料的混合距離的關(guān)系當(dāng)混凝土加水后的混合時(shí)間非常短就從噴嘴噴出時(shí),粉塵大,回彈率也高,強(qiáng)度也降低。為增大水濕距離,采用加長(zhǎng)預(yù)加水混合室至噴嘴距離,即增大混合長(zhǎng)度以減小回彈率。混合長(zhǎng)度以4?6m為最適宜。8、回彈率與氣壓的關(guān)系噴射混凝土的最小回彈工作氣壓,應(yīng)以噴嘴出口處的壓力約為O.IMPa為宜,過(guò)大過(guò)小都會(huì)造成回彈、粉塵增大。實(shí)踐表明:只要嚴(yán)格要求,提高操作技術(shù),就可將回彈率控制在側(cè)墻10%,頂拱在15%左右以內(nèi)。(五)回彈的控制1、減小粗骨料粒徑時(shí)減小回彈物有重要作用,噴射混凝土的最大骨料粒徑應(yīng)控制在13?15mm。粗骨料粒徑在10mm以下時(shí),回彈率則最低。2、控制噴距、角度和氣壓,噴距一般在0.8~1.0m左右,并按噴射部位調(diào)整其噴距。噴射角度應(yīng)盡量垂直于被噴面。應(yīng)按照噴射方式不同調(diào)整氣壓。在采用干式噴射時(shí),噴嘴處氣壓宜為(1.0-1.2)xio5Pa、在采用濕式噴射時(shí)噴嘴處的氣壓則以(1.5~2.0)xi()5pa左右為宜。3、控制好水灰比,增大混合距,水灰比控制在0.4-0.45為宜。在噴嘴后4?5m處的輸料管上,設(shè)置預(yù)加水環(huán)、隙縫式或旋渦型混合室。采用雙水環(huán)噴嘴及改進(jìn)水環(huán)鉆孔布置及角度等措施。4、噴射混凝土施工管理及檢驗(yàn)(1)、勞動(dòng)組織從掘進(jìn)與噴射兩大工序來(lái)看,可分為單行作業(yè)和平行作業(yè)兩種作業(yè)方式。在單行作業(yè)上有一掘一噴、二掘一噴、三掘一噴,在平行作業(yè)中掘進(jìn)與噴射同時(shí)進(jìn)行。勞動(dòng)組織應(yīng)當(dāng)適應(yīng)作業(yè)方式的需要。由于錨噴專業(yè)性較強(qiáng),因此要盡量組織專業(yè)隊(duì)伍施工。2)、質(zhì)量管理與檢驗(yàn)噴射混凝土施工應(yīng)從原材料到施工操作,整個(gè)過(guò)程中實(shí)行全面嚴(yán)格的質(zhì)量管理。一是把好原材料關(guān),二是嚴(yán)格按設(shè)計(jì)技術(shù)要求和操作規(guī)程施工,三是提高檢驗(yàn)手段及健全檢驗(yàn)制度。九、錨噴巷道的維修錨噴巷道的維修,應(yīng)根據(jù)具體情況采取補(bǔ)打錨桿再?gòu)?fù)噴套噴,或打錨桿掛金屬網(wǎng)復(fù)噴。在圍巖穩(wěn)定性較差,頂板隨時(shí)都有坍落危險(xiǎn)或正在坍落的地段,需要采用噴射混凝土、噴射混凝土和錨桿、噴射混凝土和金屬網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)處理。采用錨噴處理冒頂時(shí),噴射手首先必須選定一塊安全地點(diǎn),并把噴射作業(yè)可能活動(dòng)的場(chǎng)所用噴射混凝土妥善加固,保證作業(yè)安全,噴完一段,前進(jìn)一段。處理冒頂頂部時(shí),第一步是快速將頂部噴成一個(gè)小拱,混凝土應(yīng)薄些(30-50mm)。第二步是把即成的小拱擴(kuò)大開來(lái),發(fā)展成大拱。用以穩(wěn)固頂部,阻止冒部。第三步是加厚即成的拱,即進(jìn)行二次噴射,厚度可達(dá)100mm左右,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度(一般8小時(shí)左右),進(jìn)行安設(shè)錨桿或鋪掛全屬網(wǎng)(或鋼筋)。第四步再噴射混凝土,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求厚度為止。這時(shí),冒頂區(qū)才算解除危險(xiǎn),可以開始清渣第五步進(jìn)行側(cè)壁的混凝土噴射工作。如果由于錨桿質(zhì)量不好需要維修,可采取補(bǔ)錨的方法。噴射混凝土的巷道,由于沒(méi)有養(yǎng)護(hù)好而產(chǎn)生干裂或脫落??梢郧藘袅验_部分進(jìn)行復(fù)噴補(bǔ)噴處理。第四部分錨噴支護(hù)的結(jié)構(gòu)錨噴支護(hù)技術(shù)發(fā)展速度快、使用范圍廣、技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果顯著。錨噴支護(hù)的結(jié)構(gòu)有錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)、噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)、錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)、錨網(wǎng)噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)、錨鋼帶支護(hù)結(jié)構(gòu)、錨噴網(wǎng)加固拱架聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)、混合支護(hù)及桁架等。從穩(wěn)定的巖石巷道到松軟破碎帶內(nèi)的巷道、從靜壓巷道到動(dòng)壓巷道、從采區(qū)上山到回采巷道都得到普遍應(yīng)用。另外在有些井筒、交岔點(diǎn)、馬頭門、絞車房、大斷面嗣室、煤倉(cāng)等也應(yīng)用了光爆錨噴支護(hù)技術(shù)。同時(shí),錨噴支護(hù)也成為巷道維修的重要手段。一、噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是:只噴射薄層混凝土或砂漿,就能保持圍巖的穩(wěn)定、保護(hù)圍巖的強(qiáng)度和整體性,發(fā)揮圍巖的自承能力,確保巷道的正常使用。噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)有最好的及時(shí)性和密貼性,能防止圍老風(fēng)化和水的滲透。它主要用于穩(wěn)定性較好的圍巖條件下。噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵作用是封閉圍巖。防風(fēng)化、防止掉小塊巖石。在圍巖位移速度和位移量較小且主要發(fā)生在巷道掘進(jìn)后短期內(nèi),一般不會(huì)超過(guò)薄層混凝土的柔性限度,噴射混凝土很少開裂,一般也就成為永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。在這種情況下,圍巖強(qiáng)度較高,噴射混凝土與圍巖結(jié)合較好,粘結(jié)力較大,噴射混凝土層完全成為幾乎沒(méi)有彎曲應(yīng)力的柔性支護(hù)結(jié)構(gòu),不易發(fā)生離層或開裂現(xiàn)象。但對(duì)于塑性變形較大,超過(guò)了噴射混凝土層的柔性限度,則第一次的噴層有可能發(fā)生開裂剝落,這時(shí)應(yīng)采取及時(shí)復(fù)噴的措施,待圍巖穩(wěn)定后,噴射混凝土才能成為永久支護(hù)。如果圍巖不趨于穩(wěn)定說(shuō)明單用噴射混凝土支護(hù),其支護(hù)抗力不足以維持圍巖的穩(wěn)定,而必須采取增大支護(hù)抗力隨噴射厚度增大而增加的數(shù)值較小,更主要的是使噴層的剛度增大柔性減,更容于開裂。最好的辦法是改變支護(hù)結(jié)構(gòu)形式,不單獨(dú)使用噴射混凝土支護(hù)。單獨(dú)使用噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí),一般噴射混凝土厚度為30-50mmo特別穩(wěn)定的高強(qiáng)度圍巖只噴射10-30mm薄層砂漿即可。工程性質(zhì)重要的工程,噴厚可適當(dāng)加大一些,但也不宜超過(guò)噴層柔性所允許的限度、通常不超過(guò)80-100mm。這一最終厚度,不能在第一次支護(hù)時(shí)完全構(gòu)成,而應(yīng)在圍巖穩(wěn)定后第二次支護(hù)時(shí)構(gòu)成,使其成為永久性支護(hù)結(jié)構(gòu)。二、錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu),是單獨(dú)采用錨桿就能提供圍巖在靜壓和動(dòng)壓狀態(tài)所需支護(hù)抗力。保持和加強(qiáng)圍巖的強(qiáng)度和整體性,保持圍巖的穩(wěn)定性,發(fā)揮圍巖的自承能力,達(dá)到有效支護(hù)的目的。錨桿支護(hù)能提供比噴射混凝土大得多的支護(hù)抗力,尤其是能提供較大的預(yù)應(yīng)力,能更好地加固圍巖,提高圍巖的強(qiáng)度和自承能力。又具有良好的準(zhǔn)塑性,它比噴射混凝土有更大的柔性,更有利于圍巖的穩(wěn)定和更有效地調(diào)整和控制圍巖的位移和壓力。但錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的及時(shí)性不及噴射混凝土,同時(shí)它也不具備封閉、防風(fēng)化、防水、防止掉小塊巖石的性能。所以錨桿支護(hù)的主要適用條件是:①穩(wěn)定性較好和中等穩(wěn)定的圍巖,尤其是層狀巖體中、其層理、節(jié)理發(fā)育,但不易風(fēng)化和不容易掉小塊。②圍巖強(qiáng)度較高、整體性較好、不易風(fēng)化掉渣、服務(wù)時(shí)間不長(zhǎng)的動(dòng)壓巷道,如回采巷道。錨桿支護(hù)應(yīng)根據(jù)不同的使用條件,選擇相應(yīng)的錨桿類型,同時(shí)還要選擇有足夠強(qiáng)度,能與錨桿錨固力相匹配的錨桿托板及其它配件。因?yàn)橥邪宓钠屏咽?,往往引起錨桿下端懸露,發(fā)生錨空現(xiàn)象,降低或喪失錨固力(尤其是對(duì)于端頭錨固式錨桿),從而使錨固體構(gòu)成的“準(zhǔn)塑性帶”消失,而轉(zhuǎn)化為失穩(wěn)的松動(dòng)帶。在動(dòng)壓巷道中錨桿密度要相應(yīng)增大,以增大均勻壓縮帶厚度,提高錨桿支護(hù)抗力。同時(shí)錨桿密度增大,減小了錨桿間巖體的“跨度”,使錨桿支護(hù)抗力分布更均勻,減小了錨桿間巖體的應(yīng)力集中和變形,防止其開裂掉落。這既促使圍巖更加穩(wěn)定,適應(yīng)動(dòng)壓作用,又防止“錨空”現(xiàn)象,保護(hù)和發(fā)揮了錨桿的作用。在集中壓力大、圍巖強(qiáng)度低的條件下、宜采用全長(zhǎng)膠結(jié)錨固式錨桿,如管縫式錨桿等。使錨桿在較大位移下仍保持足錨固力,以增大錨桿支護(hù)的準(zhǔn)塑性,更有效地調(diào)整和控制圍巖的位移和壓力。在使用中若發(fā)現(xiàn)錨桿支護(hù)抗力不足,應(yīng)及時(shí)采取補(bǔ)打錨桿或其它加強(qiáng)措施,以防止圍巖位移量過(guò)大導(dǎo)致松動(dòng)失穩(wěn)。在設(shè)計(jì)施工時(shí),應(yīng)充分考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)在動(dòng)壓影響下的位移變形,相應(yīng)擴(kuò)大斷面,留足可縮尺寸,以保證其安全正常使用。三、錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)是指噴射混凝土支護(hù)與錨桿支護(hù)兩者聯(lián)合使用的結(jié)構(gòu)。它具備兩者的優(yōu)點(diǎn),克服了兩者的缺點(diǎn)。錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)中,必須以錨為主、以噴為輔。起主要作用,提供主要支護(hù)抗力的是錨桿,噴層只起輔助的,封閉圍巖、防止風(fēng)化的作用。錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)的適用條件是:穩(wěn)定性較好和中等穩(wěn)定的圍巖,其層理、節(jié)理發(fā)育,易于風(fēng)化掉硅,巷道服務(wù)較長(zhǎng)。還可以用于軟弱膨脹松軟圍巖。錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)中,關(guān)鍵是發(fā)揮錨桿的作用,通過(guò)改變錨桿參數(shù)、類型就可以獲得所需的支護(hù)抗力。而噴射混凝土是以保護(hù)和發(fā)揮錨桿支護(hù)的作用目的。故噴層的厚度不能與斷面大小或壓力大小成比例地增大,不能靠增大噴射混凝土厚度來(lái)增大支護(hù)抗力,這不僅使噴層剛性大增、柔性銳減、易于開裂而失去其基本作用,且技術(shù)經(jīng)濟(jì)上也極不合理。在錨噴聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)中,有先噴后錨和先錨后噴兩種基本方式。比較而言,先噴后錨支護(hù)比較及時(shí),對(duì)調(diào)整控制圍巖位
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