超前支護(hù)施工工藝在極不穩(wěn)固巖層中的應(yīng)用

申 偉

（貴州開磷有限責(zé)任公司井建分公司，貴州 貴陽(yáng) 550302）

“超前支護(hù)施工工藝”是工程施工重要組成部分，然而現(xiàn)階段我國(guó)施工單位在超前支護(hù)施工工藝在依然存在諸多問題，要求行之有效的方法對(duì)其進(jìn)行問題解決，如超前支護(hù)施工工藝概述、噴漿料攪拌具體要求、具體施工環(huán)節(jié)等。本次研究對(duì)超前支護(hù)施工工藝在極不穩(wěn)固巖層中的應(yīng)用進(jìn)行分析，有十分重要的理論意義。

1 項(xiàng)目概述

1.1 項(xiàng)目背景介紹

《開陽(yáng)磷礦1170主平硐》設(shè)計(jì)為溝通用沙壩礦與開磷息烽工業(yè)區(qū)的主平硐，用于兩區(qū)人員通行及工業(yè)材料、礦石產(chǎn)品運(yùn)輸通道[1]。開陽(yáng)磷礦1170主平硐主巷總長(zhǎng)為6375m，用沙壩礦1080分層往息烽方向3000m段坡度為4%，其中錯(cuò)車道坡度為0.5%；息烽往用沙壩方向3375m段坡度為0.3%，其中錯(cuò)車道坡度為0.3%。所有巷道設(shè)計(jì)均為三心拱斷面，主巷正常段凈斷面尺寸：寬×高=5.0m×3.967m；每155m設(shè)計(jì)施工一個(gè)錯(cuò)車道，錯(cuò)車道長(zhǎng)20m，凈斷面尺寸：寬×高=7.0m×4.5m；于每個(gè)錯(cuò)車道端部施工一個(gè)調(diào)車硐室，息烽項(xiàng)目部施工段內(nèi)的調(diào)車硐室長(zhǎng)17m，坡度為0.3%，凈斷面尺寸：4.2m×3.5m[2]。

1.2 支護(hù)設(shè)計(jì)

原設(shè)計(jì)支護(hù)形式為：穩(wěn)固白云巖或灰?guī)r段采用素噴混凝土支護(hù)，噴射混凝土厚度為80mm。非穩(wěn)固性白云巖或灰?guī)r段采用全斷面錨網(wǎng)噴及長(zhǎng)錨索聯(lián)合支護(hù)方式，主巷正常段及調(diào)車硐室噴射混凝土厚度為120mm,錯(cuò)車道噴厚為150mm。錨桿采用φ20螺紋鋼，錨桿長(zhǎng)2m，錯(cuò)車道錨桿長(zhǎng)3m,間排距800mm×1000mm。網(wǎng)片采用φ6.5圓鋼編制而成，網(wǎng)格為120mm×120mm。正常段長(zhǎng)錨索長(zhǎng)5m，每3m施工5根，錯(cuò)車道錨索長(zhǎng)8m，每3m施工7根，巖石破碎地段根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況另行增加。所有地坪設(shè)計(jì)支護(hù)厚度為200mm，其支護(hù)強(qiáng)度為C30，巷道鋼筋混凝土支護(hù)強(qiáng)度為C25，巷道噴射混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C20[3]。

2 超前支護(hù)施工工藝在極不穩(wěn)固巖層中的具體應(yīng)用

2.1 超前支護(hù)施工工藝概述

1170工程為一獨(dú)頭掘進(jìn)主平硐，施工相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，白云巖穩(wěn)固段采用鉆眼光面爆破法掘進(jìn)，巷道一次成型，鏟車裝碴，自卸汽車運(yùn)碴。噴漿完成后其掘進(jìn)工作面一般為40m～60m，同時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行掘進(jìn)平行施工。并按照具體需求，對(duì)其工作面、工程地質(zhì)及相關(guān)水文條件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，支護(hù)采用素噴、臨時(shí)管縫錨網(wǎng)等支護(hù)形式跟進(jìn)工作面。針對(duì)不同巖層采取不同的支護(hù)形式，具體如下：第一、穩(wěn)固白云巖或灰?guī)r穩(wěn)固白云巖或灰?guī)r段運(yùn)用全斷面混凝土技術(shù)對(duì)其進(jìn)行噴凝支護(hù)，其噴厚為70mm,且強(qiáng)度C30。在噴射過程中一定要與其掘進(jìn)面進(jìn)行平行施工。對(duì)噴射角度進(jìn)行有效控制，保證拱頂噴射混凝土厚度，清理幫腳雜物，保證其噴凝質(zhì)量。第二、對(duì)不穩(wěn)固巖層（白云巖、砂巖、頁(yè)巖等）設(shè)計(jì)要求全斷面錨網(wǎng)噴支護(hù)，錨網(wǎng)臺(tái)車施工，采用Φ40@1800開縫式錨桿，間距800mm×1000mm，錨網(wǎng)用Φ6.5圓鋼編制，網(wǎng)格150mm×150mm，錨網(wǎng)搭接長(zhǎng)度不低于200mm。

2.2 噴漿料攪拌具體要求

混凝干料土在1170硐口攪拌機(jī)攪拌，混凝土攪拌應(yīng)嚴(yán)格按配合比備料，計(jì)量準(zhǔn)確，其允許誤差控制在：水泥、水、外加劑及其他混合材料±1%，具體標(biāo)準(zhǔn)要求如下：第一、原材料控制。混凝土作為重要原材料，在投入現(xiàn)場(chǎng)之前必須對(duì)其出廠合格證進(jìn)行檢查，一定要避免其出廠日期超過2個(gè)月以上的水泥及相關(guān)變質(zhì)結(jié)塊等水泥進(jìn)行采用。第二、配合比設(shè)計(jì)與控制。根據(jù)計(jì)算的配合比制作混凝土試塊，第一時(shí)間將其送檢到相關(guān)實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，并提供基準(zhǔn)配合比。第三、噴漿料的計(jì)量攪拌控制。攪拌上料次序：先上符合標(biāo)準(zhǔn)的砂，后上水泥。交班時(shí)間不得少于3分鐘。

2.3 具體施工環(huán)節(jié)

超前支護(hù)是在不穩(wěn)固巖層未開挖揭露前，按照設(shè)計(jì)斷面要求在不穩(wěn)固的巖層中施工鉆孔，在鉆孔內(nèi)注入混凝土，置入螺紋鋼，凝固后作為超前支護(hù)前的支撐點(diǎn)，將出露于不穩(wěn)固巖層外的螺紋鋼與安裝好的拱架（或鎖腳錨桿）焊接固定，作為支護(hù)后的支撐點(diǎn)。穩(wěn)固后的螺紋鋼通過前后兩點(diǎn)支撐控制，緊貼巖層，阻止不穩(wěn)固巖層的裸露巖層進(jìn)一步垮落，有效控制了不穩(wěn)固掘進(jìn)后的成形，完成超前支護(hù)。采用該超前支護(hù)工藝，能保證作業(yè)人員在超前支護(hù)的保護(hù)下進(jìn)行打眼、出渣，噴漿等作業(yè)的安全。巖層極不穩(wěn)固不宜開挖揭露后再采取支護(hù)措施，應(yīng)在破碎巖層未揭露前采取超前支護(hù)工藝。在實(shí)施超前支護(hù)時(shí)，在掌子面退回2米處安裝一架鋼拱架。采用錨索臺(tái)車施工鉆孔（外甩角10°～15°，孔深8000㎜，孔間距300㎜）。先向孔內(nèi)注入混凝土漿，將長(zhǎng)度1000㎜中的螺紋鋼置入鉆孔內(nèi)，置入深度8000㎜，凝固后形成超前支護(hù)前端。螺紋鋼外露端與鋼拱架焊接牢固，形成一個(gè)穩(wěn)固的掩護(hù)體。如下圖1。

圖1 穩(wěn)固掩護(hù)體形成

以達(dá)到設(shè)計(jì)注漿壓力或設(shè)計(jì)漿液數(shù)量作為終孔的標(biāo)準(zhǔn)。在小導(dǎo)管注漿施工前需進(jìn)行壓漿試驗(yàn)，以取得適合現(xiàn)場(chǎng)情況的注漿參數(shù)。

另外，在超前支護(hù)施工工藝在極不穩(wěn)固巖層中的應(yīng)用中，一定要注重其結(jié)合性、人為性，對(duì)具體工程項(xiàng)項(xiàng)目進(jìn)行深入分析，不能單一片面的依靠判斷，進(jìn)而開展盲目性施工及工作開展，這些都會(huì)對(duì)工程施工造成極大影響與波及。也要加強(qiáng)對(duì)施工人員的教育管理，提升施工管理人員及技術(shù)人員的綜合素質(zhì)，為工程施工的進(jìn)一步開展打下重要基礎(chǔ)。

3 結(jié)論

綜上所述，通過對(duì)超前支護(hù)施工工藝在極不穩(wěn)固巖層中的應(yīng)用進(jìn)行分析研究，主要包括：項(xiàng)目概述，其包括項(xiàng)目背景介紹、支護(hù)設(shè)計(jì)、超前支護(hù)施工工藝在極不穩(wěn)固巖層中的具體應(yīng)用，其包括超前支護(hù)施工工藝概述、噴漿料攪拌具體要求、具體施工環(huán)節(jié)等，從多方面、多角度對(duì)超前支護(hù)施工工藝在極不穩(wěn)固巖層中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行闡述，為下一步工作開展打下重要基礎(chǔ)。