交错注浆+双作用锚索在泵房加固中的应用

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摘要： 交错注浆+双作用锚索支护技术解决了泵房加固的难题，使围岩的变形量大幅下降，顶板离层得到有效控制。

Abstract： Staggered grouting+double acting anchor supporting technology has solved the problem of pump room reinforcement and greatly reduced the wall rock deformation， thus roof separation can be controlled effectively.

关键词： 交错注浆；双作用锚索；巷道加固

Key words： staggered grouting；double acting anchor；roadway reinforcement

中图分类号：TU991.35 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）23-0121-02

1 概况

鹤煤九矿地面标高+188m，井底标高-420m，井筒深度608m，于2006年10月份井底车场工程全部完工，巷道位于二1煤层下73-80m，岩性为灰色细粗粒砂岩及砂泥岩互层，现两帮浆皮出现裂缝，如不加以控制，围岩恐将进入加速失稳阶段，修复成本会更高。其原因为泵房周围巷硐复杂，支承压力较高。根据九矿井底巷硐群围岩结构特点以及围岩修复要求，结合现场考察，提出泵房的修复方案为：采用深浅交错注浆+组合双作用锚索支护形式。

2 注浆参数

采用深浅结合的方式注浆，注浆锚杆布置如图1所示，二者交错布置，孔间排距定为2.1×2.1m。注浆锚杆采用无缝钢管，壁厚3mm，直径？准32mm，深孔注浆锚杆长度4000mm，短孔注浆锚杆长度1800mm，注浆锚杆杆尾选用A3薄钢板，规格为26mm×4mm与杆体焊接在一起。止浆塞采用快硬水泥药卷水泥玻璃止浆；每孔一卷，选用KBY-50/70注浆泵，公称流量50L/min，公称压力0.5～7MPa；注浆管路采用25mm高压胶管及1寸多层胶管，应保证管路连接安全快速、可靠。

深孔注浆采用C-S注浆浆液，浆液由水泥浆、水玻璃、粉煤灰和其它添加剂组成，水泥浆比重为1.5-1.7g/m3，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，水玻璃模数在4.0-5.0之间，浓度38-40波美度。长孔注浆压力1MPa左右，单孔注浆时间不低于30min。

浅孔注浆浆液选用单液水泥浆，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6：1～0.7：1，单孔注浆压力2～3MPa，单孔注浆时间不低于20min。

3 组合双作用锚索

锚索在组合时，必须按要求进行组装，每组4根Φ15.24mm的钢绞线，利用固定环每0.8米均匀地绑扎在固定环的四周，每隔一个内外组装，4根锚索的前端必须用Φ20mm的塑料管套上5米，作为锚索的预应力段，进行双向锚固。组合锚索的加工图见设计图2（a）所示，截面如图2（b）所示。锚具采用OVM15-4型，适用于？准15.24mm钢绞线，构造见图2（c）。

组合锚索的长度为泵房与空重车线（20m）、泵房与绕道之间岩柱的宽度（18m），进行双向锚固。三花型布孔，水平间距2.1m，竖直间距2m；底板以上1m为第一层锚索钻孔，水平钻进20m；底板以上3m为第二层锚索钻孔，主要控制巷道肩窝部分。组合锚索布置如图3（a）所示。同排组合锚索之间用14#工字钢梁连接，长度为2300mm，如图3（c）所示。

3.1 组合锚索的施工工艺

①首先利用锚索钻机进行打孔，井下现场进行组合锚索，利用人力下入钻孔内。

②锚索在组合时，必须按要求进行组装，每组4根Φ15.24mm的钢绞线，利用固定环每0.8米均匀地绑扎在固定环的四周，每隔一个内外组装，4根锚索的前端必须用Φ20mm的塑料管套上5米，做为锚索的预应力段。

③组合锚索在放入钻孔时必须把Φ10mm的塑料管邦在前端，用于排出空气。

④以上工作完成后，必须人工检查排气管是否通畅，然后利用大块破布进行孔口的封闭，在孔口封闭前必须把孔口注浆管放好，用于钻孔注入砂浆。

⑤用于排气的塑料管的一头插入装有水的塑料瓶内，在注浆时观察钻孔内返出的气泡是否已注满了砂浆。当塑料瓶内返有灰浆时停止注浆。

⑥注入砂浆时压力控制在0.6-0.8MPa，不能大于1MPa，防止把注浆泵胶管注坏。

⑦锚索钻孔注满后4小时后，除去注浆插管，用砂浆处理平孔口部分，以便进行锚索托盘固定，根据副井的地层岩石情况，组合锚索砂浆注满后，等待砂浆凝固3-5天后进行锚索的张拉，本次设计组合锚索的预应力为40吨。压力表上显示20MPa。在组合锚索的注浆达到凝固期后，进行组合锚索张紧顺序。首先安装槽钢[20在安装上锚索垫板（400×400×20），上好锚索锁具，利用千斤顶张紧锚索，张紧力40吨，在手动油泵压力表上显示20MPa。达到设计要求。

3.2 注浆参数的确定

①注浆压力。根据硐室的围岩性质、含水性、构造发育程度、静水压力、机电硐室的注浆压力采用下列公式进行计算：Pc=P0+（5～8）

式中：Pc——注浆终压；P0——受注点的静水压力，MPa；5～8——注浆压力系数，MPa。

参数选择：注浆系数选取平均值即0.65MPa

所以Pc=3.87+0.65=4.52

因水泵房硐室现为喷砼，强度较低，为避免压力过大造成喷体开裂、跑浆等因素，注浆压力到3～4MPa即可。

②浆液的扩散半径。浆液的扩散范围是依据注浆围岩的岩性确定的，因硐室围岩主要由砂质泥岩、细纱岩、硅质泥岩、煤等组成，扩散半径按1.5m考虑，这样在搭建工作台的范围之内，便于注浆、堵漏工作的开展。

③浆液性质及浆液浓度。浆液性质选择依据不同的要求来选择，此次为硐室壁后加固注浆，从注浆性质选择水泥单液浆注浆施工。浆液浓度根据水泵房硐室的地质条件、开裂程度，本次注浆选用中等浆液浓度的浓度配比，即水灰比0.5：1～1：1。为增加水泥单液浆的渗透性及结石体强度，选用NaCI和三乙醇胺作为水泥单液浆附加剂，用量分别为水泥重量的3%和0.3%。

④跑浆严重时采取的措施。跑浆严重时，采取水泥—水玻璃双液浆液进行堵漏处理。浆液的体积比选择在1：0.2～1：0.5之间即可。

⑤注浆材料的选择。注浆加固须使用P.O42.5新鲜普通硅酸盐水泥。

4 结论

深浅交差注浆+双作用锚索支护技术解决了泵房加固的难题，围岩的变形量大幅下降，板板离层得到有效控制，与加固之初相比，巷道支护状况发生根本改观，围岩完整性相比大大提高，顶板、两帮完整，稳定。两帮鼓出、顶板破碎等原支护破坏的现象比较少见。

参考文献：

[1]李其敏.锚注加固技术在斜井修复加固中的应用[J].科技创新导报，2011（22）.

[2]黄胜，甘永胜.锚注联合支护在朱仙庄煤矿软岩巷道的应用[J].山东煤炭科技，2008（01）.

[3]黄胜，甘永胜.锚注联合支护在朱仙庄煤矿软岩巷道的应用[J].煤矿支护，2009（02）.