大斷面硐室支護(hù)設(shè)計優(yōu)化及施工關(guān)鍵工藝研究(全文)

精品文檔-下載后可編輯大斷面硐室支護(hù)設(shè)計優(yōu)化及施工關(guān)鍵工藝研究(全文)【摘要】采區(qū)絞車房硐室經(jīng)過支護(hù)設(shè)計優(yōu)化，采用錨網(wǎng)索噴二次支護(hù)方式，有效控制硐室變形，取得了良好的支護(hù)效果。

【關(guān)鍵詞】支護(hù)設(shè)計；大斷面硐室；優(yōu)化

1工程概況

3100采區(qū)絞車房位于-595m水平，設(shè)計荒寬8.7m，荒高5.75m，斷面形狀為直墻半圓拱，設(shè)計凈寬8.2m，凈高5.5m，頂?shù)装寰鶠榧?xì)砂巖，穩(wěn)定程度中等。

2優(yōu)化支護(hù)方案

2.1根據(jù)錨桿支護(hù)的懸吊理論，采用錨桿、金屬網(wǎng)可提高圍巖強(qiáng)度和整體性，但是在大斷面硐室施工中，巷道圍巖壓力大，所使用的錨桿長度不能錨入深部穩(wěn)定巖層中，不能有效的控制大斷面硐室巷道變形，因此在錨網(wǎng)支護(hù)的基礎(chǔ)上利用錨索增加錨固深度，從而提高圍巖的整體強(qiáng)度。

2.2根據(jù)錨桿的擠壓加固拱理論，增加巖石節(jié)理裂隙面間的摩擦阻力，防止巖塊的轉(zhuǎn)動和滑移，提高破碎巖體的強(qiáng)度，改善圍巖的應(yīng)力狀態(tài)，使巖石處于三向受力狀態(tài)，提高巖體的強(qiáng)度。

2.3根據(jù)組合拱理論，巷道開挖后，及時噴射混凝土，防止風(fēng)化，使噴體與巖石的粘結(jié)力和抗剪強(qiáng)度抵抗圍巖的局部破壞，防止圍巖的滑移，同時錨桿、錨索將數(shù)層巖層組合成組合梁，提高了巖層的整體抗彎能力，保持了圍巖的穩(wěn)定性。

2.4二次支護(hù)的理論是從加固圍巖出發(fā)，充分調(diào)動圍巖自身的支撐能力，而達(dá)到穩(wěn)定支護(hù)的目的，通過二次支護(hù)實現(xiàn)了硐室支護(hù)特性的轉(zhuǎn)變，極大地提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的承載能力，從而提高了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。利用在一次支護(hù)及時控制圍巖的基礎(chǔ)上，二次支護(hù)加固增強(qiáng)硐室的抗壓強(qiáng)度，提高了硐室施工經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用二次加強(qiáng)支護(hù)技術(shù)加固硐室圍巖，能及時地改變圍巖的松散結(jié)構(gòu)，防止圍巖松動的擴(kuò)散，提高了巖體的整體強(qiáng)度，保證施工安全可靠性，從而確保施工質(zhì)量。

2.5原巖體在地殼各種力的作用下處于三向受平衡狀態(tài)，當(dāng)開掘巷道時破壞了原來的應(yīng)力平衡狀態(tài)，引起巖體內(nèi)部的應(yīng)力重新分布，重新分布后的應(yīng)力超過巖體的極限強(qiáng)度時，使開掘后的巷道產(chǎn)生變形和破壞，并向已掘巷道移動，直到再次形成新的應(yīng)力平衡狀態(tài)。巖體受力后產(chǎn)生變形和破壞的過程分為四個階段，從壓密階段—彈性階段—塑性階段—破壞階段；進(jìn)行巷道支護(hù)的基本目的就是緩解圍巖的移動和破壞，使巷道斷面不至于過度縮小，并防止已破壞圍巖的冒落。因此要充分發(fā)揮主動支護(hù)的作用和圍巖的自承能力，從而達(dá)到支護(hù)要求。

2.6對深部開掘的巷道分先后兩次支護(hù)：一次支護(hù)采用及時的“讓壓支護(hù)”，限制和減少圍巖變形，在圍巖已產(chǎn)生一定的變形和能量得到一定的釋放后和一次支護(hù)不留空隙，再進(jìn)行二次強(qiáng)化支護(hù)，進(jìn)一步促進(jìn)圍巖的穩(wěn)定和安全性，達(dá)到聯(lián)合支護(hù)的效果。

3支護(hù)參數(shù)選擇

3.1錨桿

采用？準(zhǔn)20×2400mm高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力錨桿，每孔裝2卷K2350樹脂藥卷（樹脂藥卷長0.5m）。托盤規(guī)格均為150×150×8mm的鋼板壓制，間排距為800×800mm，錨桿的預(yù)緊力不小于40KN，錨固力不小于80KN，安裝扭矩不低于260Nm。

3.2錨索

采用17.8×6300mm鋼絞線，間排距為1600×1600mm，由巷中向兩邊均勻布置，每孔裝4卷樹脂藥卷，托盤規(guī)格為200×200×10mm，錨索的預(yù)緊力不小于100KN，錨固力不小于260KN。

3.3金屬網(wǎng)

頂幫鋪設(shè)？準(zhǔn)6mm冷拔鋼筋焊接成的金屬網(wǎng)，規(guī)格為1000×1400mm，網(wǎng)格為100×100mm。網(wǎng)片搭接壓茬不小于100mm，用12#鐵絲雙股綁扎聯(lián)網(wǎng)，采用三角聯(lián)網(wǎng)法聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)間距不大于200mm。

3.4噴射混凝土

噴射強(qiáng)度為C20，配合比為水：水泥：砂子：石子=0.44：1：2.12：1.72，J85型速凝劑的摻量為4%，噴厚為150mm。

4施工工藝

巷道施工采用正臺階式施工方法分層掘進(jìn)，由外向里施工拱基線以上部分，及時錨網(wǎng)索噴支護(hù)，循環(huán)進(jìn)尺為1200mm，上分層超前下分層6000mm，而后從外向里掘拱基線以下部分，兩幫及時進(jìn)行錨網(wǎng)索噴支護(hù)。其工藝流程如下：

4.1施工準(zhǔn)備、安全質(zhì)量檢查打上部眼檢查瓦斯、加強(qiáng)支護(hù)裝藥檢查瓦斯爆破通風(fēng)檢查瓦斯敲幫問頂初噴耙裝出矸錨網(wǎng)索支護(hù)復(fù)噴。

4.2施工準(zhǔn)備、安全質(zhì)量檢查打下部眼裝藥爆破敲幫問頂耙裝出矸錨網(wǎng)支護(hù)初噴初凝后復(fù)噴至設(shè)計厚度。

為了確保巷道成型，減少爆轟波對圍巖的破壞，打眼前畫好輪廓線，點(diǎn)眼定好眼位，確保炮眼的眼距、深度、角度符合設(shè)計要求。周邊眼距定為300mm，掏槽眼距為1200m，周邊眼全部預(yù)留光爆層，周邊眼的裝藥量應(yīng)視預(yù)留光爆層厚度而定，以保證眼痕率在80%以上。

5支護(hù)工藝

5.1一次支護(hù)

使用光面爆破對硐室開挖后，首先對圍巖進(jìn)行敲幫問頂，立即進(jìn)行初噴，初噴厚度30-50mm，將圍巖與空氣及水隔絕。等待40分鐘，噴層凝固確認(rèn)安全情況下及時進(jìn)行打錨桿、掛網(wǎng)、錨索支護(hù)，要求錨桿錨固力不小于80kN，錨索錨固力不小于260kN；錨桿露出托盤長度30～50mm，錨索露出托盤長度150～300mm；錨桿預(yù)緊力不低于4T，安裝扭矩不低于260N.m，錨索預(yù)緊力不低于10T。復(fù)噴至設(shè)計厚度150mm，噴漿后及時灑水養(yǎng)護(hù)。

5.2二次支護(hù)

一次支護(hù)完成后，經(jīng)過10天硐室應(yīng)力釋放后，進(jìn)行二次支護(hù)，錨網(wǎng)索噴。

錨桿采用？準(zhǔn)20×2400mm等強(qiáng)錨桿，拱部使用2卷K2350樹脂藥卷，幫部使用2卷K2550樹脂錨桿（每卷樹脂藥卷長0.5m）。托盤規(guī)格均為150×150×8mm的鋼板壓制，間排距為1000×1000mm。錨索為？準(zhǔn)17.8×6300mm鋼絞線，每孔裝3卷K2350樹脂藥卷，由巷中向兩邊均勻布置，每排為5根，間排距為3000×3000mm。鋪設(shè)？準(zhǔn)6mm冷拔鋼筋焊接成的金屬網(wǎng)，噴漿厚度150mm，強(qiáng)度為C20，配合比為水：水泥：砂子：石子=0.44：1：2.12：1.72.水泥為P.C32.5R硅酸鹽水泥，砂為河砂，石子粒徑3-8mm。

5.3工程施工標(biāo)準(zhǔn)

5.3.1巷道開挖后及時初噴，掛網(wǎng)，打設(shè)錨桿、錨索，控制頂板變形和松動裂隙的進(jìn)一步發(fā)育。

5.3.2錨桿（索）的角度、間排距、外露長度嚴(yán)格按照設(shè)計要求布置。

5.3.3錨桿、錨索的安設(shè)必須確保預(yù)緊力符合設(shè)計要求。錨索要緊跟迎頭，避免頂板離層，爆破后，及時對錨桿進(jìn)行二次預(yù)緊，增強(qiáng)錨桿的承載能力，防止出現(xiàn)錨桿不承載。

6應(yīng)用