—200泵房硐室群支護設計及應用

張春成

摘 要：通過該礦以前的地質方面的資料和水文情況，硐室所在位置壓力比較大，周圍已有巷道為外水倉近東西方向，變形、破壞較小；但呈西北方向的外水倉通道變形、破壞較重；呈東北方向的變電所也表現出較大的變形和底臌；呈近南北方向的泵房、配水巷也出現了較大的變形、破壞和底臌，說明該區域水平地應力為東西方向最大，南北方向較小。提出了泵房硐室群支護設計方案，應用結果表明，整個設計安全有效。

關鍵詞：泵房 圍巖 錨索束 底臌 澆注 礦壓觀測

中圖分類號：TD5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）06（c）-0103-02

1 泵房初始支護參數

泵房采用小斷面掘進最后擴至設計斷面，支護采用錨噴支護，錨桿采用直徑16L長度為1500mm的圓鋼錨桿，每個錨桿使用一卷Z2360樹脂錨固劑加長錨固，錨桿的間排距為800×800mm，錨桿外面使用鐵托盤，金屬網采用直徑6mm的鐵絲編制成100×100mm的網格，金屬網的大小為1.0×1.5m，采用噴漿支護，厚度120mm。

配水巷和配水聯巷采用錨桿加噴漿澆注支護，第一次支護時使用直徑16L長度為1500mm的圓鋼錨桿全長錨固，噴漿封閉圍巖，噴漿厚度為30mm，噴漿要做到表面平整密實，墻基無裸露，噴射砼強度不小于C20。噴射混凝土水泥標號為425#普通硅酸鹽水泥，石子直徑小于3～5 mm。后期澆注，厚度為300mm。

水倉支護：現水倉支護為φ22L2000強力錨桿全錨噴漿支護，間排距800×800mm。

2 圍巖松動圈測試與分析

對泵房和配水巷進行圍巖松動圈測試第一處測點的周圍巖石比較破碎，破碎范圍為1.8m，第二處測點周圍巖石破碎范圍為1.0m，這就說明配水巷的周圍巖石破碎范圍不是很大，在可以控制范圍內。泵房第一處、第二處測點周圍巖石破碎范圍為1.7m；這就說明泵房的周圍巖石破碎范圍較大，大部分巷道用錨桿支護會失去支護作用。在掘進過程中巷道頂板壓力大、頂板破碎或遇構造時，根據頂板情況適當加密錨索。

綜合各種情況表明，泵房和水倉等巷道所在巖石層位比較差，壓力比較大，屬于壓力比較大的軟巖巷道。

3 泵房擴斷面的技術要求及技術參數

3.1 泵房支護的技術要求及參數

泵房支護用以錨桿加錨索外層噴漿的支護方式為主，當支護完成后，根據頂板壓力情況再進行第二次支護，再配合適當的注漿材料進行注漿對巷道周圍巖石進行加固，采用底板反拱和巷道底角打錨索控制來預防底臌。具體技術參數如下所示。

錨索：采用直徑17.8mm的鋼絞線，每根錨索長9m，每根錨索需要用4卷Z2360型樹脂藥卷錨固，配備一個250×250mm的木托盤和一個250×250mm的鋼托盤。幫錨索要根據巷道壓力情況，當巷道壓力比較大的時侯要及時進行補打。

錨桿：選用直徑22mm高強度左旋螺紋鋼錨桿，每根錨桿長度為2.4m，每根錨桿需要用2卷Z2360型樹脂藥卷錨固，使用φ120鋼托盤。錨桿的間距排距均為700mm。

噴射混凝土：噴漿總厚度120mm。

3.2 底臌治理的技術參數及技術要求

由于泵房距離地面比較深、巷道壓力比較大、周圍巖石比較破碎，因此巷道容易產生底臌現象。為了更好的消除和減小底臌影響，采用兩種方法來消除和治理這種影響。

3.2.1 巷道兩幫底角多根錨索支護

根據數值模擬結果，巷道底角最大應力集中線與水平面夾角為45左右，正是因為巷道底角的壓力比較集中和其它部位壓力轉移的影響，使得巷道底板的底臌比較嚴重。

底角采用多根錨索組成的錨索束的方式。錨索束的組成為3根直徑17.8mm的鋼絞線，錨索的長度為9m，設計鉆孔直徑為80mm，注漿管直徑為42mm；注漿鉆孔直徑為50mm。孔口用生麻或棉絲添堵壓實后再用樹脂藥卷填實，待樹脂藥卷起到作用后再進行注漿加固，注漿一天以后要及時進行張拉錨索。

3.2.2 澆筑底板底拱

底板反底拱也是防治底臌的有效辦法，雖然有吸水小井的影響，使得底板反底拱出現部分中斷，但是仍然可以起到一定的防治作用。經過確定反底拱半徑為9.7m，中線最低處為800mm，澆筑混凝土為C20，并鋪設25號U型鋼加強底板支護的作用，U鋼拱底緣曲率半徑為9.57m，弦長5.8m，鋪設排距為800mm，U鋼底部先鋪設100mm后的混凝土鋪底，然后再架設U鋼拱，再澆筑混凝土最終要達到要求規定的厚度。

3.3 注漿加固的技術要求

由于巷道周圍巖石條件差、周圍巖石比較破碎，所以注漿加固周圍巖石是保證巷道壓力穩定的最好方法，也是保證泵房硐室群能夠形成一個整體的關鍵。

注漿設計采用所有的巷道和硐室都注漿，這樣可以保證形成整體的加固效果，處于這樣的考慮，在泵房、吸水小井峒室、配水巷、配水聯巷、水倉等巷道和硐室均需注漿；注漿孔深度采用2.4m注漿孔注漿，但在配水巷頂部采用4.0m深的注漿孔進行注漿。泵房底板注漿孔深度為9m，主要是為了防止巷道底臌的發生，并對吸水小井穩定起到一定的作用。

泵房和吸水小井巷道使用注漿錨桿對巷道進行注漿，注漿錨桿的排距2.1m。使用水泥漿液，水泥標號為標號為42.5的普通硅酸鹽水泥，要保證有一定的水灰比和注漿時注漿的壓力。

在實際巷道施工中，錨桿無法買到或不方便應用，采用在兩排錨桿之間打單獨注漿孔進行水泥漿注入，其它方面參照原來的技術設計。

4 礦壓觀測的技術參數和要求

4.1 觀測內容與測站布置

計劃布置2組主要測站，其中第一組測站布置于距泵房入口15m處，分別布置表面收斂測點、多點位移計測點和錨桿、錨索受力儀表。第二組測站待注漿、復噴完成后布置在距變電所入口15m處，分別布置表面收斂測點、多點位移計測點、測力錨桿和圍巖應力測點。

4.2 測點布置

（1）表面收斂測點。收斂測點布置在頂、底板和兩幫，用風鉆打孔，孔的深度為200mm的。

（2）多點位移計測點布置。同表面收斂一樣，布置于巷道頂板和兩幫的中部。

（3）測力錨桿。將測力錨桿安裝到指定位置（與錨桿安裝類似），測量時由數據采集器采集讀數，不用記錄，然后傳輸到計算機，由軟件直接整理。

（4）錨桿、錨索受力儀表布置。選擇一個斷面，在錨桿和錨索上安裝測力儀表。

（5）圍巖應力分布觀測儀布置。在泵房兩幫各選擇一個觀測點，采用φ42鉆孔，深度8m，安裝探頭，對圍巖應力分布進行觀測，探頭安裝。測量時由數據采集器采集讀數，不用記錄，然后傳輸到計算機，由軟件直接整理。

參考文獻

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