长锚杆及反底拱在维修加固软岩硐室中的应用.pdf

河 北 煤 炭 2 0 0 2 年第1 期 长锚杆及反底拱在维修加固软岩硐室中的应用 杨 新 兴 煤炭工业石家 庄蝶矿设计研究 院 ．河北 石家 庄0 5 0 0 5 摘要 舟绍 了井下主排水泵硐室匿岩为软岩时， 受地正影响而破坏后的维修方案和加 固方法 关键 词 软 岩 硐 室； 维修 方案 ； 加 固方法 中图分类号 T D 3 5 3 ． 6 文献标识 码 B 文章编 号 1 0 171 0 8 3 2 0 0 2 0 1 0 0 3 6 0 2 Ap p l i c a t i o n o f l o n g b o l t a n d b a c k i n v e r t e d a r c h i n ma i n t e n a n c e a n d r e i n f o r c e me n t o f f r e e s t o n e c h a mb e r YANG Xi nx i n g 井陉 矿务 局 元 氏矿 井 为 基 建矿 井 ， 其 井 下 主排 水泵硐室经验收 已投人使用 ， 但 由于受软岩及地压 影响， 主排 水泵硐室破坏 严重 ， 主要表现 为硐室底 臌 、 碹顶开裂等 ， 采用长锚杆及反底拱的维修方案施 实加固后． 经过一年多使用束发现其变形破坏 ， 加固 效果 良好 。 1 主排水泵硐 室概况 主排水泵硐室位于井底车场 内， 与主变电硐室 联台布置主排水泵硐室 曾经历两次设计修 改， 究 其原因主要是其 围岩为软岩 、 岩性为泥质砂岩， 风化 较快 ， 遇水膨 胀 ， 稳 定性 较差 ， 并 伴有落差 1 0 0 m的 F G I 大断层横跨主排水泵硐室中间部位。原设计硐 室为双排泵布置 ， 硐室长度小 ， 断面较大。当发现井 底车场围岩性较差后 ． 第一次设计修改将双排水泵 布置改为单排水泵布置， 碱小硐室断面便 于维护 ， 井 将料石砌筑支护改为混凝土支护； 第 二次设计修改 为将 7个吸水小井改为 2 个 集中吸水小井 ， 以避免 开掘吸水小井时对 主排水泵硐室基础的挠动及吸水 小井渗水造成硐室破坏。 已投入使用的排水泵硐室长 6 3 m， 宽 4 ． 6 m． 半圆 拱形断面， 净高 5 m， 混凝土支护 ， 壁厚 5 0 0 m m； 在硐室 顶部布置有 6 m长锚索， 问排距为 2 m， 硐室内布置 7 台排水泵、 排水管淘及电缆沟、 设备运输轨道等。 2 主排水泵硐室破坏形式 主排水泵硐室底板上臌 ， 电缆沟出现挤裂现象 ， 硐室顶板从 1 号泵至 5号泵出现裂缝 ， 在 3号泵顶 满足 L／S≥ 2 式中 L为锚索孔深度 ， 6 8 m； S为锚素间距 。 则 ≤L ／ 2 6 8 ／ 23 ． 4 m， 取 3 ． O m。 3 3． 2锚 索 支护材 料 的选择 选用 低 松 驰 级 钢 绞 线， 破 断 载 荷 为 1 6 0～ 2 6 0 k N， 槽钢选 用 1 6 槽 钢 ， 极 限强 裂 度 在 3 5 0 k N以 上 。 4 注 意事项 1 顶 板锚 杆安 装使 用 2 3 6 0和 Z S 2 3 6 0各 1 卷 ， 锚 固力 不低 于 1 5 0 k N。 2 帮锚杆安装使用 S S 2 3 6 0 1卷 ， 锚 固力不低 于 6 0 k N。 3 锚索安装使用 S S 2 3 6 0 和 Z S 2 3 6 0各 2卷， 初 张力不低于 3 0 k N， 张拉力不低于 7 0 k N。 4 施工 中 ， 最 大 空 顶 距 不 太 于 2 5 m， 视 顶板 变化情况雨减小 。 5 施工中严格按锚杆安装操作规程和作业规 程 施工 。 作者简介 王奉耕 1 9 6 8 一 ， 男． 河北 肥 乡人． 邯郸矿舟 局陶 一 矿技 术科稃长 ， 工程 师。 收稿 日期 2 0 0 1 0 4 0 5 ；鳊辑 刘 阐词 维普资讯 2 0 0 2 年第1 期 河 北 煤 炭 3 7 部 发生 局部 坍 塌 通 过 5 0 d的 观 测 ， 硐室 两 帮 4个 部 位 8 个 观测 点最 大变形 量 为 1 9 n m ， 最小 变形 量为 9 m m， 平 均 变 形 量 为 1 4 r m m ，日 平 均 变 形 量 为 0 ． 2 8 m m， 底 板设 置 了 4个 观 测 点， 最大 变 形量 为 3 5 ra m， 最 小 变形 量 为 1 4 ri m 1 ， 平 均 变形 量 为 加． 5 ra m， 日平 均变形 量为 0 ． 4 1 I T ；I I 3 维修方案 型 l 新 型 组台 拱 支 护 示 意 主排水 泵硐 室 的维修 和 加 固 ， 主要 考 虑 到排 水 泵不 能 停止运 行 的 实 际情 况 ， 在 原支 护 结构 的基 础 上 ， 针对软岩特性 ， 对其 薄弱部位进行加 固补强， 尽 量形成封 闭结构 ， 减少结构 物棱角 ， 以减 少应 力集 中， 提高结构物阻止围岩变形的能力。另外 ， 对硐室 采用长锚杆加 固提高 围岩 自身抗变形能力 ， 以达到 硐室稳定之 目的。维修方案如下 1 拱 顶部分。采用锚喷 阿槽 钢联台补 强， 与 原有 支护 结构 形成 新 的组 合 拱。锚 杆 为 2 2 3 0 0 0 m m的高强度树脂锚杆 ， 全长锚固 ， 间距 7 0 0 m m， 排距 l O 0 0 m m； 金 属 阿 阿丝 为 帖 5 m m， 网孔 为 l O O n m l l O O n m l ， 网片之间压茬布置 ； 在硐室顶部沿轴 向布 置半 圆形钢粱 ， 钢梁为 1 4 b槽钢 ， 作为长锚杆的托盘 固定在锚杆上 ， 其间距同锚杆问距 ； 喷射混凝土标号 为 C 2 0 ， 喷厚 为 1 2 0 ra m， 见 图 1 所 示 。 2 反底 拱部 分 。反底 拱为 圆弧拱 ， 圆 弧 半 径 为 4 ． 5 m， 采用钢筋混凝土支护 ， 厚 4 0 0 ra m， 混凝 土标 号为 C 3 0 ， 钢筋为 忆2 r m m ， 问距为 3 0 0 r ln n ， 双层布置。 两吸水小井处反底拱采用“ 桥式” 反底拱 ， 见图 2所示 。 4加 固方 法 1 硐室加 固时先加 固旋顶部 分， 然后施工反 底拱正常部分， 最后施工“ 桥式” 反底拱部分 。 2 为了不影响矿井正常排水 ， 反底拱应分段 施 工 ， 施工缝垂 直 于 硐 室 轴线 方 向。两 吸水 小 井 处 硐室反底拱采用“ 桥式” ， 且旋脚下不再开挖 。 3 水泵基础按 原位置施工 ， 基础直接连放在 反底拱上， 不再深挖。 4 反底拱施工后 ， 硐室内铺轨、 电缆沟及吸水 管 沟按 原设 计 施 工 ， 硐 室 底 板铺 设 C I O混 凝 土 ， 厚 l O O m m， 并采取 防渗措 施 。 围2 桥武” 反底拱支护示意 作者筒舟 柄断井 1 9 5 8 一 ， 男 ． 河北深泽 ， 煤 炭工业石京 庄设 计研 究院工程设计所 所长， 高级 工程师。 收稿 日新 2 0 0 1 1 2 0 4 ；蝙辑 吕挂安 维普资讯