您好,欢迎来到华佗小知识。
搜索
您的当前位置:首页软岩巷道锚注支护研究与应用

软岩巷道锚注支护研究与应用

来源:华佗小知识
维普资讯 http://www.cqvip.com 第32卷第17期 ・86・ 2 0 0 6年9月 山 西 建 筑 SHANXI ARCHITECTURE Vo1.32 No.17 Sep. 2006 文章编号:1009—6825(2006)17—0086—03 软岩巷道锚注支护研究与应用 鲁建国 邓广哲 李延庆 摘要:根据矿山巷道支护实践,总结出了锚注支护新技术,对锚注加固机理进行了理论分析,应用工程实例,做了锚注 加固试验,结果显示取得了良好的围岩控制效果。 关键词:锚注支护,加固机理,支护结构 中图分类号 ̄TU473。5 文献标识码:A 通过大量的工程实践人们认识到改善围岩的结构性能,充分 1锚注支护的提出与现状 特别是 目前在矿山巷道支护中,一般采取以下两种方法,一是通过 发挥围岩的自承能力,是 条维护围岩稳定的有效途径,对软岩巷道。岩体注浆加固是一种改善岩体结构及其性质,提高 锚固或注浆的方法,改善围岩的结构和性能,提高围岩的自承能 力,是一种主动支护方式;二是通过砌碹、架U型钢支架等方法约 岩体承载能力的有效方法,已被广泛应用于大坝、建筑基础、矿井 它是利用 束围岩的变形,是一种被动的支护方式。但是对大多数巷道来 建设等方面。围岩注浆加固是岩体加固的新领域之一,并把裂隙中的浆液和 说,特别是软岩巷道,后者需要更多的成本,而效果远不如前者。 压力把浆液充填到围岩体的各种裂隙中去,增强围 因此,改善围岩结构及性能、提高围岩的自承能力是维护巷道的 周围的岩体重新胶结起来,从而提高围岩的整体稳定性,岩的承载能力和抗渗性能。巷道围岩注浆是改善围岩环境和维 最有效、最根本的途径。另一方面,我国煤层赋存条件复杂,软岩  在近半数矿井都有赋存_l J。随着采深的增加,原岩应力水平不断 护巷道稳定性的有效方法之一。就传统的锚喷支护结构而言,喷射混凝土能及时封闭围岩, 提高,当其超过围岩软化临界值后,围岩原有的弱面进一步扩展, 共同承受地压,维 产生新的节理、裂隙,甚至松动、破碎,围岩自承能力进一步恶化, 锚杆能实现主动支护和围岩一起形成加固圈,护巷道稳定,是一种较好的软岩支护形式。但由于其支护强度不 给巷道维护带来极大困难,这就给地下工程围岩稳定性研究提出 难以适应高地应力、大变形的软岩巷道,特别是受采动影响 了新的课题——软岩工程问题_2J。目前,软岩工程问题已成为困 够高,扰矿山开采的主要问题之一,也是国内外地下工程的一个难题。 230 Tg/yr源于大气,90 Tg&r为碳酸盐岩石溶解)。H.D.霍兰 (1978)研究表明,因C氧化,大气每年得到的C02量为0.09 Gt± 和K的硅酸盐溶解,大气损失的00 量分别为0.16 Gt±0、02 Gt, 的溶解和沉积过程,对大气中O02量的影响是显著的。O02是诱 的动压巷道。围岩注浆加固能改善围岩结构及其性能,提高围岩 mineral dissolution rats[eJ].Geochimia etc Cosmochimia cActa, 1992,56(10):3 825—3 830. 0.02 Gt,而因石灰石和白云石溶解、Ca和Mg的硅酸盐溶解、Na [3]祝凤君.碳酸盐岩裂隙溶蚀反应动力学实验的结果与讨论 [J].中国岩溶,1990,9(1):42—51、 chelating agents on the kinetics of calcite dissolution[J].Joumal of Colloid nd aInterface Science.1998(204):187—197. 力学与工程学报。2004,23(16):2 778—2 787. charges of carbon tO the world’S oce2ans.-determining local inputs 0.19 Gt±0.02 Gt和0.08 Gt±0.02 Gt。从全球范围内看,岩石 l 4IChristopher N.Fredd&H、Scott Fogler、The influence of 发“温室效应”的一种主要气体,岩石溶解和沉积势必对全球“温 释放和吸收)约为78 Gt/yr,大气一陆地生物(光合作用 乎吸作 用和呼吸作用,岩石溶解和沉积降低“温室效应”的作用更明显。 参考文献: 黄润秋,杨立中.斜坡水一岩化学作用问题[J]、岩石 室效应”产生影响。文献[7]指出,大气一海洋的C02流通量(含 [5]徐,用)之间的00 流通量约为65 Gt/yr。可见,相对于生物的光合作 [6]w.Ludwig,P.Amiotte—Suchet,J、一L.Pmbst,et 1.Riaver dis— of lakalinity and of dissolved and particulate organic caron[J].b omptCse Rendus-Academie des ciSencs,Seerie 1I:ciSences de la [1]Swobcxta—Colberg N.G.&Drever J.I.Mineral dissolution rates in plot一 ̄.lae field and laboratory experiments[J]、Chemical Geolo— gY,1993,105(1/3):51—69、 Terre et des Plnetas,1996,e323(12):1 007—1 014. [7]孙立广,杨晓勇,黄新明.地球与环境科学导论[M]、合肥:中 国科技大学出版社,1995.111—121. [2]Casey W.H.&Sposito G.D.On the temperature dependence of The kinetics of mineral with global environment CHENji-pu AI HlIi-li Abstract:Siliate micnerals and carbohate are the main rock—forming minerals of the earth’S crust、This text discussed the present status of re— search nd aoutlook of the kinetics of siliatce nd acarbonats eminerals,and pointed that,C02 were absorbed and released play a important role 、】lrith global environment in the process of mineral dissolution. Key words:siliate mcineral,carbonate,gbbal environment 收稿日期:2006—03—10 作者简介:鲁建国(1979一),男,西安科技大学硕士研究生,陕西西安710054 邓广哲(1964一),男,教授,西安科技大学,陕西西安710054 710054 李延庆(1982一),男,西安科技大学硕士研究生,陕西西安维普资讯 http://www.cqvip.com 第32卷第l7期 2 0 0 6年9月 鲁建国等:软岩巷道锚注支护研究与应用 ・87 ・ 整体性和自承载能力。人们尝试将二者结合起来,即采用锚注支 巷严重变形,严重影响安全与生产。 护,已有很多成功的例子。 大量工程实践表明 锚注支护采用锚杆与注浆相结合的方 支护效果,是解决软岩巷道、支护的一种有效途径。 针对变形因素,掘进巷道支护方案设计如下: 采用缓冲锚喷网注浆桁架联合支护和信息化反馈施工新技术 巷道顶板、两帮、帮角位置打锚杆眼,布置注浆锚杆,采用长2.5 rn, 内径中21.5圆钢外锚内注式锚杆结构(6号英寸圆钢管制作,外径 法,使锚杆和注浆各自的适用范围得到扩展,大大提高对软岩的 支护巷道。围岩蠕变过程中监测到围岩发生破碎离层现象后,在 2锚注加固机理理论分析 Tt),螺丝采用滚丝加工,能与注浆泵出浆管高压快速接 锚注加固是一种理想的改善软弱围岩承载性能的措施。锚 26.76 mi头相连接。距尾端400 miTt处焊接6.5 miTt直径钢筋做的挡圈一 注加固巷道围岩最初是利用空心锚杆兼作注浆管(简称注浆锚 其作用是挡住封孔材料。注浆锚杆前端钻有相互交叉的注浆 杆),注浆锚杆前段是带若干个射浆孔的注浆段,后段是锚固段。 只,孔径10 miTt。 松动和裂隙发育的围岩经过锚杆注浆加固后围岩强度等力学性 孔20个,能得到提高和改善,使破裂结构的围岩胶结成拱形连续体加固 圈,同时注浆锚杆又起到悬吊、挤压、楔固组合拱等作用,防止围 岩松动范围进一步扩展,从而仅提供用较小支护阻力就能使围岩 处于稳定状态。因此,锚注支护采用锚杆与注浆相结合的双重作 用达到加固围岩、控制围岩变形的效果,它可以大大地提高软岩 巷道支护效果和围岩稳定性,在锚喷支护基础上或在原金属支 架、砌碹支护基础上进行壁后注浆,可以增强支护结构的整体性 和承载能力,保证支护结构的稳定性,既具有锚喷支护的柔性与 让压作用,又具有金属支架和砌碹等支护方式的刚性支架的作 用,组成联合支护体系,共同维持巷道的稳定性。其支护机理包 括以下几个方面: 1)注浆,可以利用浆液封堵围岩的裂隙,隔绝空气,防止围岩 风化,能有效防止围岩继续被水浸湿而降低围岩本身的强度。 2)注浆后将松散破碎的围岩胶结成整体,提高了岩体的内聚 力、内摩擦角和弹性模量,从而提高岩体强度,实现利用围岩本身 的承载效果。 3)注浆后使得喷层壁后充填密实,这样保证荷载能均匀地作 用在喷层和支架上,避免出现应力集中点而首先破坏。 4)注浆充填围岩裂隙,配合锚喷支护,可以形成一个多层有 效组合拱,形成的多层组合拱结构扩大了支护结构的有效承载范 围,提高了支护结构的整体性质和承载能力。 5)注浆后使得作用在拱顶的压力能有效地传递到两墙,通过 对两墙的加固,又能把荷载传递到底板。由于组合拱厚度的加 大,不仅减小作用在底板上的荷载集中度而且也减小了底板岩石 中的应力,减弱底板的塑性变形,减少底臌量。底板的稳定,有助 于两墙的稳定,在底板、两墙稳定的情况下又能保持拱顶的稳定; 顶板的稳定不仅仅取决于顶板荷载,在非破坏带中关键取决于底 板和两墙的稳定。 6)通过注浆也为在松动圈中的锚杆提供了着力点并变成全 长锚固锚杆,从而将多层组合拱联成一个整体,共同承载,提高了 支护结构的整体性。 7)注浆使得支护结构断面尺寸加大,围岩作用在支护结构上 的荷载所产生的弯矩减小,从而降低了支护结构中产生的拉应力 和压应力,因此能承受更大的荷载,提高了支护结构的承载能力, 扩大了支护结构的适应性。 8)注浆后的围岩整体性好,与原岩形成一个整体,从而在高 的应力下保持稳定而不易产生破坏。 9)在采取特殊的注浆工艺情况下可改变围岩加固圈的应力 状态,有效地阻止加固圈外的围岩弹性变形。 3工程实例 云南恩洪煤矿作为云南省第一大矿,其+l 800水平轨道大 封孔材料采用树脂胶泥。封孔长度350 Iq'UTI,封孔后10 min 即可注浆。注浆后,钢管不再取出,浆液既渗入围岩裂隙固结围 岩,同时,钢管也被浆液锚固在钻孔中,成为全长锚固锚杆。这就 是注浆锚杆。 浆液采用单液和双液两种。单液注浆材料选择为525号普 通硅酸盐水泥,水灰比l:l。双注浆材料选择水灰比l:l为525 号普通硅酸盐水泥和水玻璃浆液,两者体积比l:l。 注入硫酸铝高水材料软岩粘结剂,注浆压力3 MPa~6 MPa, 注浆量不小于30 kg-50 kg,注浆时间15 min-20 man。 为保证及时在暴露的顶板上打上锚杆,避免顶板早期下沉离 层,工作制度采用两掘、一锚“三八”作业方式。顶板暴露时间不 得超过4 h。采用全断面一次成巷的方式,循环进尺l rn。遇到巷 道施工底拱时,围岩与底板锚杆分次进行,先布置顶板和两帮锚 杆,再起底喷浆布置锚杆。然后用料石与水泥的拌合料将底部捣 实恢复到设计高度,底板填入的料石和水泥的混合料在吸水硬化 后应该具有一定的强度。 4结语 为检验注浆加固效果,注浆结束后,对巷道表面进行位移变化 观测,其变化曲线如图l,图2所示。从曲线图可以看出,通过一个 月的观测,巷道两帮移近在58 lTlrn左右,顶底板移近量为48 ITIITI, 在观测20 d后就基本处于稳定状态,可认为本次锚注加固效果较 理想,控制住了巷道的再变形,保证了安全生产,达到加强支护的 目的。 { { 删 删 制 制 时l司/d 时间/d 图1 非锚注支护两帮 图2 注浆后的两帮 及顶底板移近曲线 及顶底板移近曲线 参考文献: [1]何满潮.软岩巷道工程概-g ̄[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1993.70—71. [2]何修仁.注浆加固与堵水[M].东北工学院出版社,1990,44— 45. [3]B.B.达维道夫.加固矿山岩层的化学方法[M].北京:煤炭出 版社.1981,22—23. [4]熊厚金.国际岩土锚固与灌浆新发展[M],北京:中国建筑工 业出版社,1996.86—87. 维普资讯 http://www.cqvip.com 第32卷第17期 ・88・ 2 0 0 6年9月 山 西 建 筑 SHA I ARCHITE URE V01.32 No.17 Sep. 2006 文章编号:1009—6825{2006)17—0088—02 钻孔灌注桩桩端注浆施工技术 卓维松 摘要:通过工程实例,介绍钻孔灌注桩桩端注浆的施Z--Z--艺、施工要点以及施工中可能出现的问题与应对措施,并提供 两点可操作工艺改进的建议。 关键词:灌注桩,桩端注浆,施工技术 中图分类号:TU473.14 桩端注浆是在钻孔灌注桩成桩后,在注浆设备压力作用下将 一文献标识码:A 注浆设备主要由注浆泵(2TGZ52/5一台)、水泥搅拌机(400L 能固化的浆液通过桩身预埋注浆管强行压人桩端周边土层中的 1台)、贮浆桶(1个)、潜水泵(1台)、水箱(1个)、过滤网以及输浆 种施工技术。压力浆液对桩端周边土层通过渗透、挤密、填充 管等组成,并配备相应长度的电缆、配电盘等。根据设计院设计 及固结等作用,消除桩底沉渣或桩周虚土隐患,从而提高桩的承 要求和注浆施工单位提供的技术方案,本工程采用42.5号普通 载力以及减少沉降量。目前,此技术已广泛应用于各类桩基工程 硅酸盐水泥和DN20焊接钢管。 建设中。 1工程及地质概况 某学院教学办公大楼,平面呈为U型布置的A,B楼,长37 m, 宽12.3 m(A楼)及12.5 m(B楼)。建筑面积7 500 m2,6层钢筋 混凝土框架结构。结构安全等级为二级,场地类别为Ⅱ类。桩基 采用钻孔灌注桩并在桩端注浆,基础为单桩单柱承载受力。设计 桩径 00注浆36根,qooo注浆12根,合计48根,设计平均桩长 38 m左右。桩身混凝土为C25水下混凝土,单桩承载力分别为 6 400 kN,9 300 kN,桩端持力层选在第9层强风化花岗岩层,可 以满足承载力和沉降的要求,有利于桩端注浆效果的发挥。设计 终孔条件为:桩端进入强风化岩层不小于2 m,钻孔进尺速度不大 于1 m/h。 图1注浆工艺流程 桩身预埋的注浆管由端部花管、中部直管和上部带丝扣的焊 接钢管组成,因此对焊接钢管应预先加工一定数量以备用: 工程地质情况为: ①杂填土厚0.7 m~1.2 m; ②粘土厚0.7 m~1.2 m; ③淤泥厚1.1 m--4.4 m; ④粘土厚4.8 m~10.9 m; ⑤淤泥质粘土厚1.1 m~8.0 m; 1)端部花管制作; 2)将焊接钢管的一端加工为丝扣; 3)10 crn长的焊接套管(作为中部直管的焊接接长之用)。 2.2.2注浆参数的选择 由建设、施工、监理、设计、监督站等单位召开现场会议,根据 试注浆施工现场的实际情况,确定注浆施工的有关参数: 1)注浆终压力不小于3.5 MPa。 2)注浆量:桩径 00注入量为1.5 t/根;桩径们0o注入量为 1.0 t/根。 ⑥粘土~粉质粘土厚1.3 m~7.7 m; ⑦坡积(砂)砾质粘性土厚1.2 m~2、5 m; ⑧残积(砂)砾质粘性土厚13 m~18.3 m; ⑨强风化花岗岩揭示厚度为3.0 m~9.4 m; ⑩中风化花岗岩层面埋深45.5 m以下。 3)浆液配合比为0.5:1~1:1,由稀到浓分级注入(单液注 浆)。 2桩端注浆施工 2.1注浆工艺流程(见图1) 2.2施工准备 2.2.1 注浆设备、机具和材料 4)注浆龄期:一般情况下,桩端注浆应在桩身混凝土达到终 凝后才可进行。由于注浆时的压力较高,桩身混凝土必须具有一 定的强度,本工程桩端注浆在桩身混凝土浇筑3周后进行。 5)注浆持续时间注浆时间太短,注浆效果不明显;注浆时间 太长,注浆效率不高。根据以往的施工经验,每根管注浆持续时间 Research on bolt-grouting support of soft rock roadway and its application LU Jian-guo DENG Guang-zhe LI Yan-qing Abstract:Combined with practice in roadway support of coal mine the new technique of bolt—grouting support is introduced.Further theoretical analysis is also made on mechanima of bolt—grouting rdnforonnent.Practical e)(pE rnmt sbws bolt—grouting treatment has good rdnforeernent effect. Key words:bolt—grouting support,reinforcement mechanism,supposing structure 收稿日期:2006-03—13 作者简介:卓维松(1972一),男,福州大学建筑工程专业硕士研究生,工程师、讲师,福建交通职业技术学院,福建福州350007 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- huatuo0.cn 版权所有 湘ICP备2023017654号-2

违法及侵权请联系:TEL:199 18 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务