斜巷大跨度交岔點施工工藝研究與應用

袁文生 陳業強 李 洋

(內蒙古福城礦業有限公司, 內蒙古 鄂爾多斯 014217)

1 概況

交岔點是指在巷道相交或分岔地點處的巷道。交岔點的施工有以下特點：（1）交岔點跨度一般較大；（2）工程質量要求高；（3）施工困難。交岔點按支護方式不同可分為簡易交岔點和碹岔交岔點；按結構形式可分為牛鼻子交岔點和穿尖（象鼻子）交岔點（圖1）。井下主要巷道的交岔點，由于軌道的彎曲和分岔都有一定的規格要求，所以交岔點斷面變化大，垮度大，頂板不易維護，因此多采用能適用于各種圍巖條件和不同規格尺寸的牛鼻子交岔點[1]。

+150軌道暗斜井傾角24°30′，+400片口交岔點位于3上煤頂板，通過的巖層為3上煤、炭質泥巖、砂巖，交岔點工程全長24m，設計最小斷面10.6m2，最大斷面44.3m2，巷道最大跨度10.4m。

2 牛鼻子交岔點施工工藝流程

+150軌道暗斜井為軌道、皮帶聯合運輸巷道。巷道采用鉆爆法施工，分層爆破掘進，光面爆破。施工過程中為不影響皮帶運轉及軌道提升，在片口上下30m范圍內臥底，將皮帶臥至+150軌道暗斜井永久底板以下，在上部鋪設11#礦工鋼及花紋鐵板并在鐵板上留設0.5m×0.5m的溜矸口兩組。施工前標定出+150軌道暗斜井的中腰線，根據中腰線設計出施工大樣圖，嚴格按中腰線施工。

施工順序：+400牛鼻子交岔點從小斷面（G15導線點后4.5m）處開始向下山方向施工，將整個交岔點分為24個斷面，施工至10#斷面前先采用人工攉矸的方式清理矸石。至10#斷面以下時安設P-60B型扒裝機進行機械出矸。當施工至牛鼻子位置后，刷出迎臉。為保護好牛鼻子成型規整，周邊眼間距縮小至300mm，并且在牛鼻子一幫采用隔眼裝藥[2]。

圖1 交岔點施工工藝流程圖

3 牛鼻子交岔點擴幫放頂質量控制

在交岔點中牛鼻子交岔點施工難度最大，+400交岔點施工采用繪制施工大樣圖的方式進行擴幫放頂的質量控制。+400交岔點施工前先根據測量人員標定的中腰線，利用CAD繪制出片口施工平面圖、片口施工剖面圖及牛鼻子位置施工斷面圖，通過尺寸標注可以自動生成控制數據[3]。

交岔點施工關鍵是控制好施工腰線及每米畫弧半徑。如圖2、圖3所示，自+400交岔點開門施工位置起沿+150軌道暗斜井腰線，巷道每米刷寬260mm，交岔點腰線每米下落70mm，至21號點停止下落，腰線與+150軌道暗斜井腰線平行施工至牛鼻子位置。

圖2 交岔點施工剖面圖

現場控制過程：（1）自+150軌道暗斜井G15導線點以上4.5m（斜距）處，沿+150軌道暗斜井腰線標定出交岔點施工腰線，每米標定一組并編號。（2）當施工至22號點時，迎頭左幫停止施工，右幫繼續施工至24號點，將迎臉刷正[4]。

圖3 交岔點施工平面圖

4 噴、錨網、錨索聯合支護

4.1 圍巖分析

+400車場為礦井延深水平的重點開拓工程，而+400交岔點是整個+400水平材料、設備提運的重要環節，服務年限長，作用大。+400交岔點牛鼻子位置揭露3上煤頂板，巷道埋深850m，煤層傾角40°～45°，圍巖節理發育。3上煤頂板為泥巖，黑灰色，泥質結構，層狀構造，平均厚度1.17m；再上為中砂巖，灰白色，砂粒結構，層狀構造，鈣質膠結，厚9.24m。

通過以上分析得出交岔點所處位置地質條件較復雜，加之巷道跨度大、埋藏深、交岔點非一次性成巷，進一步改變了圍巖的應力分布。

4.2 支護原理

錨桿支護屬于及時、主動、柔性支護，交岔點施工開幫放頂后及時打安錨桿進行組合拱加強支護。由于交岔點處頂板泥巖膠結力較差，且本身松動膨脹對高位巖層形成較大垂直負荷，導致潛在冒頂的程度較大，而錨桿支護的圍巖加固范圍較小，對于大跨度斜巷交岔點頂板控制很難滿足要求[5]。

錨索支護是將錨桿支護形成的加固拱錨固到頂板深部中砂巖中，對錨桿支護起到補充作用，同時擴大了加固范圍，解決了單純錨桿支護的不足，提高了支護效果，保證了交岔點圍巖的穩定性。

4.3 支護參數

+400交岔點采用噴、錨網、錨索聯合支護。噴漿厚度120mm。錨桿間排距700×700mm，錨桿采用 Ф22×L2200mm（MSGLD600/22（X））的熱軋細牙等強螺紋鋼式樹脂錨桿。網采用Ф6mm的點焊鋼筋網，網格100×100mm，網與網之間搭接鋪設，每隔200mm扭接一處。錨索規格為Ф17.8×L6200mm，錨索托盤規格為300×300×12mm的蝶形托盤。

圖4 +150軌道暗斜井400片口交岔點施工現場圖

5 效果

通過優化斜巷大型交岔點的施工工藝流程，強化牛鼻子交岔點開幫放頂的質量控制，提前10d完成+150規定暗斜井400片口斜巷大跨度交岔點的施工（圖4）。開幫放頂工作量減少25%，實現了一次成巷不返工，其工藝及支護方案對相似條件下斜巷大跨度交岔點的施工具有指導意義。