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软岩巷道硐室锚注联合加固技术

作者:王社平  
评论: 更新日期:2011年01月10日


  
  3 注浆设备及施工工艺
  

  3.1注浆设备
  
  注浆设备主要包括注浆泵、高压胶管、搅拌机等,根据选型计算,注浆泵型号选为2TGZ-60/210型;浆液采用风动搅拌机拌制,搅拌机型号选为LJ-200。
  
  3.2锚注联合加固施工工艺
  
  锚注联合加固施工工艺流程为:施工准备———钻孔———安装可注浆式锚杆———造浆———注浆施工———清理锚注机具。
  
  3.3钻孔和安装锚杆
  
  外孔段采用普通7655(或YT26)型风钻打眼,配用长度1.0m、1.5m钻杆和直径Φ42mm一字型合金钻头。内孔段采用风动锚杆打眼机,配用组合式接长钻杆和Φ28mm合金钻头。也可采用普通7655风钻(风钻配用3.0m长钻杆)打眼。
  
  每孔钻成后均应立即安装可注浆式锚杆,安装方法如下:首先往锚固封孔段套装上快硬水泥空心药卷,蘸水3~5s后迅速插入钻孔中,使可注浆式锚杆挡环贴紧到变径台阶上,之后用专门的捣杆将药卷捣实,使之与孔壁密接,然后戴上托盘、螺母和注浆联接头即告安装完毕。
  
  3.4注浆施工
  
  采用搅拌机拌制浆液时,必须先在搅拌桶中放入适量的水,之后再缓缓倒入水泥和粉煤灰,浆液的水灰比控制在0.60~0.80范围内。搅拌时间对于浆材与水的充分混合有着非常重要的影响,搅拌时间太短,浆材与水混合不均匀,使浆液的流动性受到很大影响,因而搅拌时间一般不少于5min。按施工要求连接好注浆管路,调节注浆泵安全阀,经试转一切正常后方可正式开泵注浆;当注浆压力达到设计终压值时停止注浆。每排孔注浆顺序为先注下部孔,次帮肩孔,最后再注顶孔。
  
  3.5全长锚固型预应力锚索
  
  在采用锚注联合加固技术治理硐室底鼓时,往往需要安装锚索。传统做法是由打眼———下绳灌注———待升强度———张拉4道工序组成,其弊端在于:在进行张拉时,由于钢绞线已经被浆液固结体紧紧包裹住,因此张拉后实际产生预应力的仅有孔口附近的几个厘米段,主体部分无法产生预应力,也有的在下绳灌注时提前在钢绞线上涂抹油脂,此种做法虽能产生一些预应力,但实际已变成端锚结构了,最终效果大打折扣。为此创立的“二次灌注与张拉”施工法,虽然工艺复杂化(增加为6道工序且施工要求高),但真正实现了“预应力”和“全长锚固”二者兼得,经过8年来的多次工程应用实践证实,对围岩变形的控制效果良好。
  
  3.6锚注联合加固效果分析
  
  对锚注联合加固巷道(硐室)进行的大量矿压观测表明:
  
  (1)与未进行锚注联合加固的同等条件巷道(硐室)相比,实施锚注联合加固后,7~28d内顶板及两帮移近速度可降低35%~55%,平均降幅为45%;而在28d以后降低幅度为55%~95%,平均为75%。一般注后3个月逐渐趋于平稳,围岩两帮移近总量可减小1/3~1/2。
  
  (2)底鼓速度在7~28d内降低率平均值约为35%;在28d以后降低率在50%~80%,平均为65%,比两帮移近速度减少率(75%)稍小。分析原因,多是巷道底板施工条件较差,压力不易控制,浆液渗透不到位所致。
  
  4 结束语
  
  本研究针对软岩巷道(硐室)常见条件,通过实验室试模拟试验和大量现场锚注联合加固应用验证,得到以下主要结论:
  
  (1)锚注联合加固主要参数设计正确,研制的可注浆式锚杆结构合理、工作可靠性高。变径钻孔锚固注浆工艺国内独创,效果极佳。
  
  (2)矿压观测结果表明,实施锚注联合加固后巷道围岩的顶板下沉及两帮移近速度、底鼓速度都能较大程度地降低,巷道(硐室)变形总量能够得到明显控制。该项技术对于控制软岩巷道(硐室)的变形具有显著效果。
  
  (3)试验表明,注浆材料可根据工程重要程度的具体要求进行调整和选择,对于高要求工程,可选用高标号水泥浆或高强度化学浆;而在要求不太高的工程施工时,为了降低锚注联合加固成本,可选用较低标号水泥浆或在水泥浆中加入适量粉煤灰之类的细骨料以降低成本。

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