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1、軟巖大斷面巷道支護(hù)技術(shù)探究【摘要】通過(guò)闡述軟巖的特性和軟巖巷道支護(hù)技術(shù)，結(jié)合具體實(shí)例，新河礦軟巖大斷面巷道采用錨網(wǎng)噴+綁鋼筋噴射混凝土的支護(hù)方案，然后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該支護(hù)技術(shù)取得了良好的效益，不僅使支護(hù)強(qiáng)度超過(guò)了原設(shè)計(jì)強(qiáng)度。同時(shí)節(jié)約了施工經(jīng)費(fèi)、加快了支護(hù)速度、縮短了工期，贏得了寶貴的時(shí)間?！娟P(guān)鍵詞】高應(yīng)力；破碎帶；大斷面；錨噴引言20世紀(jì)60年代到現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外專家、學(xué)者提出的軟巖定義多達(dá)幾十種，但總的可分為以下三種：(1)描述性定義：①陸家梁認(rèn)為松軟巖層系指松散、軟弱的巖層。它是相對(duì)于堅(jiān)硬巖層而言的。松軟巖層由于成巖的時(shí)間短、結(jié)構(gòu)疏松、膠結(jié)程度差，故自身強(qiáng)度很低；②鄭雨天
2、、王明恕等認(rèn)為軟巖是軟弱、破碎、松散、膨脹、流變、強(qiáng)風(fēng)化蝕變及高應(yīng)力的巖體之總稱；③朱效嘉教授認(rèn)為松軟、破碎、膨脹及風(fēng)化等巖層稱為松軟巖層，簡(jiǎn)稱軟巖。7(2)工程定義：①中國(guó)礦業(yè)大學(xué)董方庭教授提出，松動(dòng)圈厚度大于1.5m的圍巖，稱為軟巖；②中國(guó)礦業(yè)大學(xué)鹿守敏教授指出，圍巖松動(dòng)圈大于1.5m，并且用常規(guī)支護(hù)不能適應(yīng)的圍巖稱為軟巖；③松欽巖層是指“難支護(hù)的圍巖”或“多次支護(hù)，需要重復(fù)翻修的圍巖”。(3)指標(biāo)化定義：①I(mǎi)SRM(國(guó)際巖石力學(xué)學(xué)會(huì)，1990～1993)定義：軟巖定義為單軸抗壓強(qiáng)度(σc)在0.5～25MPa之間的巖石；②G.Russo(1994)定義：軟巖指單軸抗
3、壓強(qiáng)度小于17MPa的巖石；③抗壓強(qiáng)度小于20MPa的巖層稱為軟巖。因此可以總結(jié)出軟巖具有以下的屬性：巖石強(qiáng)度低，單向抗壓強(qiáng)度一般都在15～30MPa以下；大多屬粘聚力很弱的泥質(zhì)膠結(jié)，因此，在外力作用下，巖石總是沿膠結(jié)物破壞；結(jié)構(gòu)面發(fā)育；巖石的空隙率大，通常都在15％以上；含水率高，一般都在5%～10%以上；吸水膨脹性強(qiáng)；軟化系數(shù)大等。1、軟巖支護(hù)理論與技術(shù)研究1.1新奧法新奧法在國(guó)際上簡(jiǎn)稱為NATM，我國(guó)在20世紀(jì)70年代引入，并且在鐵路、水電、煤炭等工程領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。新奧法的主要思想是調(diào)動(dòng)圍巖自身的承載能力，盡可能地控制圍巖變形，防止圍巖松動(dòng)，以達(dá)到施工最大安全度
4、和最好的經(jīng)濟(jì)效果。新奧法主要內(nèi)容包括：圍巖與支護(hù)共同發(fā)揮承載環(huán)的作用；初始支護(hù)應(yīng)采用柔性結(jié)構(gòu)；建立二次支護(hù)的概念；調(diào)整支護(hù)參數(shù)和重視涌水處理等。7在煤礦井下工程實(shí)踐中，新奧法對(duì)提高軟巖支護(hù)效果有以下重要意義：①實(shí)施密貼支護(hù)，使圍巖與支護(hù)共同承載圍巖應(yīng)力；②充分調(diào)動(dòng)圍巖自支承能力，開(kāi)挖過(guò)程最大限度的保護(hù)原巖強(qiáng)度；③恰當(dāng)?shù)目刂茋鷰r變形，一方面允許圍巖向巷道空間位移，以便形成巖石支承環(huán)，另一方面控制其產(chǎn)生過(guò)大的變形造成圍巖強(qiáng)度降低；④二次支護(hù)，一次支護(hù)使巷道基本穩(wěn)定，二次支護(hù)進(jìn)一步提高巷道的安全性；⑤全斷面一次施工，采用光面爆破，避免出現(xiàn)對(duì)圍巖的反復(fù)擾動(dòng)和出現(xiàn)棱角造成應(yīng)力集中；
5、⑥采用全封閉支護(hù)及時(shí)控制底板。1.2二次支護(hù)理論實(shí)踐表明，在高應(yīng)力、膨脹性軟巖巷道用一次支護(hù)，特別是使用強(qiáng)剛性支護(hù)均不可行。包括雙料石碹，400mm厚的鋼筋混凝土支護(hù)等等，原因是它們都不適應(yīng)軟巖初期大變形的特點(diǎn)。因此一次支護(hù)主要是提高圍巖自身承載能力，保證巷道在安全的條件下允許圍巖在控制下釋壓變形，以適應(yīng)軟巖的變形力學(xué)機(jī)制。為了保證巷道的較長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定和服務(wù)期的安全，在圍巖變形穩(wěn)定后必須進(jìn)行二次支護(hù)，給巷道圍巖提供最終支護(hù)強(qiáng)度和剛度。軟巖巷道支護(hù)僅設(shè)計(jì)合理而施工質(zhì)量不到位還是要失敗的，所以對(duì)軟巖巷道的施工質(zhì)量保證，從掘進(jìn)、支護(hù)和材質(zhì)都要嚴(yán)格把關(guān)，確保工程質(zhì)量。保證做到材料
6、合格，光面爆破，錨桿安裝到位，掛網(wǎng)噴漿平整均勻。嚴(yán)格水的管理，地下工作面水要及時(shí)處理；工程用水要嚴(yán)格控制。1.3錨網(wǎng)噴支護(hù)7錨網(wǎng)噴支護(hù)是目前軟巖巷道有效且實(shí)用的支護(hù)形式，錨網(wǎng)噴支護(hù)具有以下優(yōu)點(diǎn)與作用：噴射混凝土能及時(shí)封閉圍巖和隔離水、風(fēng)對(duì)圍巖的破壞，減少膨脹泥化剝落的條件；錨桿能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支護(hù)加固圍巖，提高圍巖自身承載能力和圍巖一起形成一個(gè)加固圈。網(wǎng)不僅可以支承錨桿之間的圍巖，同時(shí)將單個(gè)錨桿連結(jié)成整體錨桿群，和混凝土形成有一定柔性的薄壁鋼筋混凝土支護(hù)圈，錨網(wǎng)噴總體和圍巖共同形成一個(gè)支承圈共同支承圍巖，保持巷道穩(wěn)定。錨網(wǎng)噴支護(hù)允許圍巖有一定變形，所以錨網(wǎng)噴支護(hù)的性能十分符合軟
7、巖對(duì)支護(hù)的要求，特別是一次支護(hù)性能的要求。錨網(wǎng)噴支護(hù)是目前軟巖巷道有效、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的支護(hù)形式。2、工程實(shí)踐7新河礦井中央變電所設(shè)計(jì)斷面為凈寬5100mm，凈高4000mm，巷道所處巖層為砂質(zhì)泥巖，巖性較軟，原設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度400mm，根據(jù)混凝土施工工藝，施工時(shí)間較長(zhǎng)，但這樣勢(shì)必會(huì)影響中央泵房和中央變電所的安裝時(shí)間，造成永久排水系統(tǒng)形成滯后。新河礦井為高承壓水礦井，且主要巷道均要穿過(guò)F216及F216-1斷層，若注漿效果不好，出水的可能性很大。但中央變電所為主要供電硐室，支護(hù)強(qiáng)度要大，支護(hù)質(zhì)量要高。鑒于該種情況，
