注漿技術(shù)在高應(yīng)力圍巖中的應(yīng)用

張永琴 賈正奎

摘要：通過現(xiàn)場試驗(yàn)，針對注漿技術(shù)在高應(yīng)力圍巖中應(yīng)用，提出了注漿加固方案。結(jié)果表明：1） 進(jìn)行淺部注漿封閉，深部注漿加固，能提高注漿加固效果;（2）采用巷道預(yù)應(yīng)力注漿錨索支護(hù)，對巷道圍巖進(jìn)行加固，能保持巷道圍巖的整體完整性，并能使得巷道變形在可接受范圍內(nèi)。

關(guān)健詞：注漿技術(shù);高應(yīng)力;圍巖;變形

近年來，我國各地區(qū)礦區(qū)開采條件簡單的煤層儲(chǔ)量減少，逐漸轉(zhuǎn)向復(fù)雜難采的煤層開采，比如高應(yīng)力、破碎帶的煤層，給煤炭開采帶來了困難，但是隨著注漿技術(shù)地推廣和應(yīng)用，能有效解決諸如煤礦巷道、隧道、邊坡圍巖加固[1-3]，空洞充填，圍巖堵水等。該技術(shù)是利用液壓原理，把漿液均勻混合并注入到軟弱結(jié)構(gòu)體中，將巖體膠結(jié)成一個(gè)整體，使巖體按照工程需求形成強(qiáng)度高、穩(wěn)定性高和新結(jié)構(gòu)體[4-10]。

本文采用現(xiàn)場試驗(yàn)的方法，研究注漿加固技術(shù)參數(shù)的選擇，因勢利導(dǎo)地對現(xiàn)場應(yīng)用進(jìn)行描述。此次研究對于注漿加固技術(shù)在高應(yīng)力圍巖中的應(yīng)用具有重大意義。

1工程概況及處治方法

1.1地質(zhì)條件

某礦+255m南機(jī)軌運(yùn)輸大巷由北向南段正處于峨眉山玄武巖組與宣威組過段層位，巖性以泥巖、凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)泥巖為主，巖性極軟，且受周邊F3大斷層及次級(jí)斷層影響，巖層受擠壓情況嚴(yán)重，遇水垮落，致使支護(hù)難度較大。

1.2巷道變形情況

目前已采用過11#工字鋼、U29型可縮性支架支護(hù)，圍巖變形較大，局部范圍頂板下沉量達(dá)300—400mm，兩幫移近量為600—800mm，支架變形較嚴(yán)重，尤其是支架腿子已完全脫離幫壁，無法滿足后期需要。

1.3處治方法

為避免后期使用過程中頻繁維修巷道，結(jié)合同類礦井支護(hù)經(jīng)驗(yàn)，決定采用超前注漿支護(hù)方案。圍巖注漿方案按照分次、多次注漿順序進(jìn)行。首先進(jìn)行淺部注漿封閉，深部注漿加固的原則，注漿材料以水泥漿為主、配合水玻璃混合注漿，提高注漿加固效果。其次，注漿加固后進(jìn)行擴(kuò)幫維修滿足巷道斷面的使用要求，然后打設(shè)注漿錨索對巷道圍巖進(jìn)行加固，保持巷道圍巖的整體完整性，保證巷道在使用期間不會(huì)發(fā)生太大的變形。

2 注漿加固方案的選擇

2.1巷道淺部注漿加固技術(shù)參數(shù)

由于南機(jī)軌運(yùn)輸大巷圍巖進(jìn)行噴漿封閉巷道，保證巷道的注漿加固效果。

注漿孔布置：南機(jī)軌運(yùn)輸大巷加固區(qū)域，淺部注漿鉆孔沿巷道斷面幫頂成排布置，相鄰兩排注漿鉆孔五花眼布置。注漿孔排距3000mm，間距1600mm～2500mm，注漿孔布置如圖1和2所示。

鉆孔：采用單體錨桿鉆機(jī)或風(fēng)錘進(jìn)行鉆孔，鉆頭直徑42mm。

注漿孔深度：鉆孔深度3000mm。

注漿方式：全部鉆孔采用埋孔口注漿管，孔內(nèi)下射漿管，全長一次注漿施工。3000mm注漿孔射漿管長度1500mm。

注漿壓力：注漿終止壓力1～2MPa，根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整。

注漿施工過程中，必須保證注漿壓力，出現(xiàn)局部漏漿時(shí)采取相應(yīng)措施，堵漏或壓水后復(fù)注，漏漿嚴(yán)重導(dǎo)致停注的區(qū)域補(bǔ)打注漿孔。

2.2巷道深部注漿加固技術(shù)參數(shù)

注漿孔布置：與淺部注漿孔布置相同。

鉆孔：在原來淺孔繼續(xù)打孔，鉆頭直徑為28mm。

注漿孔深度：深孔注漿鉆孔孔深7500mm。

注漿方式：全部鉆孔采用埋孔口注漿管，孔內(nèi)下射漿管，全長一次注漿施工。7500mm注漿孔射漿管長度1500mm。

注漿壓力：注漿終止壓力4～6MPa，根據(jù)現(xiàn)場施工情況適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。

注漿施工過程中，必須保證注漿壓力，出現(xiàn)局部漏漿時(shí)采取相應(yīng)措施，堵漏或壓水后復(fù)注，漏漿嚴(yán)重導(dǎo)致停注的區(qū)域補(bǔ)打注漿孔。

2.3巷道預(yù)應(yīng)力注漿錨索支護(hù)技術(shù)參數(shù)

巷道圍巖水泥注漿施工完成后，進(jìn)行預(yù)應(yīng)力注漿錨索補(bǔ)強(qiáng)支護(hù)施工。

錨索規(guī)格：SKP21.8-1/1860-7500，1×19股高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼絞線，長度7500mm，其中300mm為外露張拉段。

鉆孔：鉆孔深度7200mm300mm。注漿錨索孔ZQS-65/2.5防突鉆機(jī)打孔，鉆頭直徑30mm，深度7200mm，再用42mm鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔長度為3000mm。

錨固方式：全長錨固。錨索頂部采用樹脂端部錨固，三支樹脂錨固劑，1支規(guī)格為MSK2335，另2支規(guī)格為MSZ2360，樹脂錨固長度為1970mm，其余部分采用水泥漿錨固。

錨索布置：每個(gè)斷面5跟錨索，錨索全部垂直巖面布置，如圖3所示。

注漿材料及配比：同上。

錨索預(yù)緊力：≥250kN。

2.4巷道底板治理

由于巷道底板補(bǔ)打注漿錨索施工比較復(fù)雜，因此，巷道底鼓不進(jìn)行注漿加固治理。巷道底鼓嚴(yán)重時(shí)，需要進(jìn)行起底以滿足巷道的使用要求。

3效果

通過上述方案實(shí)施后巷道得承載能力明顯提高，無支架腿子完全脫離幫壁得現(xiàn)象。

4結(jié)論

通過對巷道進(jìn)行淺部注漿封閉，深部注漿加固，巷道預(yù)應(yīng)力注漿錨索支護(hù)以及巷道底鼓嚴(yán)重時(shí)，進(jìn)行起底巷道底板治理技術(shù)，使得巷道圍巖完整，片幫得到了有效得改善，也保證了巷道在使用期間不會(huì)發(fā)生太大的變形。因此，注漿技術(shù)在高應(yīng)力圍巖中應(yīng)用可有效提高巷道圍巖得承載力。

參考文獻(xiàn)：

[1]張慶松，李 鵬等.隧道斷層泥注漿加固機(jī)制模型試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2015.15 34（5）：924-934.

[2]張偉杰.隧道工程富水?dāng)鄬悠扑閹ё{加固機(jī)理及應(yīng)用研究[博士學(xué)位論文][D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2014.

作者簡介：張永琴（1978-），女，博士研究生，講師，主要從事巖石力學(xué)與工程研究、安全與職業(yè)健康研究方面的工作。

基金項(xiàng)目：重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院自主課題重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目號(hào)：KJA201802）