超前管棚支護法在斜坡道硐口段掘進施工中的應用

盧志飛

（鑲黃旗蒙金礦業開發有限公司，內蒙古 錫林郭勒 013200）

斜坡道掘進在地表開口段施工時，經常因為巷道頂板圍巖厚度薄，風化破碎，穩定性差，難以支撐巷道頂板，以往采取地表開挖明槽的方式進行施工，待混凝土澆筑完畢后，再用巖土覆蓋回填。這種施工方式需要在地表開挖明槽，工程量很大，地表植被破壞面積也很大，并且需要使用鉤機、破碎錘等大型施工設備，增加了工程費用。

1 工程概述

鑲黃旗蒙金礦業開發有限公司加不斯鈮鉭礦一期采用斜坡道運礦，在地表10線西端地表標高1348.5m處設置主斜坡道硐口，斜坡道以10%的坡度在礦體下盤折返式延深，彎道半徑為20m，斜坡道每間隔150m～300m設置一處長20m的會車站，斜坡道與1260m、1200m、1140m、1080m中段下盤沿脈巷連通。

2 地質、施工條件

主斜坡道開口位置土質多以三類土及以上為主。由于斜坡道開口位置緊貼南部征地邊界，如果采用放坡挖明槽施工法，明槽南側將超出礦區征地范圍，并且開挖和回填工程量很大。

圖1 主斜坡道入口段縱剖面圖

3 管棚超前支護施工法原理

由于巷道頂板距離地面較薄，采用普通掘進法施工，頂板圍巖必然會冒落，因此采用管棚超前臨時支護及時跟進法施工?？拷蜻M掌子面架設鋼支架，鋼管的一端支撐在鋼支架上，另一端錨入不受本次循環爆破影響的巖層中，形成管棚支護。

施工順序：地表虛土段明挖澆筑成巷→確定超前管棚孔位置和固定管棚孔位置→施工超前管棚孔和固定孔→安裝超前管棚并固定→打眼放炮→出渣→鋼拱架臨時支護→鋼筋混凝土永久支護。

4 管棚超前支護、混凝土永久支護跟進施工方法

（1）地表虛土段明挖澆筑成巷。先用鉤機挖掘斜坡道硐口處覆土，在斜坡道硐口用澆筑混凝土方式形成6.5m明硐。

（2）確定硐口超前管棚孔位置、固定管棚孔位置。按照設計斜坡道斷面規格，在巷道頂板垂直施工固定管棚的孔位，間距1.2m，Φ40mm孔，孔深1m，并用紅油漆點出。

圖2 斜坡道硐口超前管棚孔施工圖

（3）施工超前管棚孔和固定管棚孔。按照測量放線紅油漆標記的錨桿孔位，用YT-28鑿巖機垂直施工孔深1m的Φ40mm超前管棚固定孔。

（4）超前管棚安裝、固定。利用YT-28鑿巖機將4米長的Φ38mm熱扎無縫鋼管（管棚）壓進孔內，對管棚進行臨時固定。

（5）掘進爆破出渣。進行掘進爆破、出渣作業。采用直眼掏槽，掏槽深度1.2m，采用多打眼、少裝藥的方法，完成出渣作業。

（6）鋼拱架支護。在整個巷道斷面爆破出渣施工完后，立即采用14#槽鋼加工成的鋼拱架支護，把管棚固定在第一架鋼拱架上。

（7）按照以上施工循環，掘進5m～8m后，進行鋼筋混凝土永久支護。

表1 主斜坡道硐口段施工材料配備表。

5 施工技術要點

（1）支架和管棚選型。為了安裝方便，采用兩個支腿和一個拱，各部分之間采用鉸接的連接方式。管棚采用Φ38×6mm×4m熱軋無縫管。

（2）鉆孔和管棚安裝。采用YT--28鑿巖機鉆孔并頂進管棚。嚴格控制鉆孔平面位置，管棚不得侵入斜坡道開挖線內，相鄰的鋼管不得相撞和立交。

（3）支架的安裝及固定。支架應嚴格按照掘進斷面的設計尺寸安設，不允許侵入二次襯砌斷面?？拷谱用娴匿撝Ъ軕M量向掌子面靠近，第一架鋼支架拱頂要貼緊管棚，并與管棚焊接。支架支腿采用鎖腳錨桿與巖壁固定。拱架之間的間距控制在0.8m～1.0m之間。

（4）管棚長度與循環進尺。每循環進尺和管棚長度的確定緊密相關，管棚在巖層中的超前長度不能少于1m，外露長度與鋼支架相連部分約0.6m，因此，每循環進尺宜控制在2m～2.4m。

（5）管棚的間距。管棚環向間距一般0.3m，可以根據圍巖穩定性情況進行適當調整。

（6）鋪設木板、小徑圓木。在鋼拱架支撐后，為了防止頂板小碎塊冒落，采用小徑圓木或50mm木板將鋼拱架之間拱頂、兩幫較破碎的區域進行充填，確保鋼拱架拱頂部位密實。鋼拱架兩幫采用14#槽鋼進行連接，確保鋼拱架的穩定性。

（7）鋼筋混凝土永久支護。在掘進施工5m～10m后，從掘進掌子面向硐門方向后退式澆筑混凝土施工，鋼筋采用Φ18螺紋圓鋼，網格間距250mm，雙層或單層。

6 結論

掘進巷道在地表開口段和圍巖破碎段施工時，使用超前管棚支護法進行臨時支護，永久鋼筋混凝土隨后跟進，可以確保巷道開挖后頂板不冒落，無須進行地表明槽開挖，減少了開挖工程量和工程費用，減少了地表植被的破壞面積，為作業人員提供了一道安全保障，符合安全、綠色、環保的施工要求。