维修巷道棚后注浆技术研究及应用

潘时刚

摘要:详细介绍了一例因地压大造成巷道在二次采用锚网金支喷支护维修，然后采用壁后注浆加强支护的成功例子。主要内容是从变形情况分析变形破坏原因，根据现场情况，制订了合理的注浆方案及有针对性的安全技术措施。经过施工单位精心组织，在保证安全的前提下圆满完成了注浆加固任务。

关键词:主斜井棚后注浆

1.前言:

四矿主斜井下段全长1250 m，采用锚网+金支喷的支护形式，（1）锚杆采用：20×2400mm高强树脂锚杆，间排距700×700mm，树脂药每孔3卷。（2）网采用：8#冷拔丝编织网，规格：长×宽=1600×900mm，搭接100mm；棚子后背网采用6mm钢笆网，规格500×500mm，搭接100mm。（3）喷浆厚度300mm，混凝土强度C20，砼料配合比，水泥：砂：石=1：2：2（体积比）。2008年6月竣工；由于地压大出现巷道部分区段浆皮开裂脱落、棚子严重变形、甚至断裂的现象，巷道断面缩小，不能满足下一步四矿发展的需要。2010年6月经矿方要求我队对其中的547 m巷道采用原支护进行了重新翻修，翻修后不久仍然出现浆皮开裂现象，经上级领导同意采用注浆方式对维修过的巷道进行补强。

2.工程概况

四矿主斜井维修后，经现场实测主斜井维修期间棚子后平均旷顶、帮0.8 m，用木背板刹实，棚子后围岩松动空隙率为20%，经四矿研究，由我队负责对主斜井维修段进行注浆加固。主斜井上段需要注浆段为200 m，下段需要注浆段为547m,共计747m。

3.棚后注浆技术原理

注浆的最终目的就是充填岩石间的缝隙，使不连续的岩石变成一个整体，增加自身的稳定性，提高其抵抗不同方面的压力，以达到自身稳定不被破坏。

4.注浆施工技术及施工工艺

4.1注浆施工技术

本次注浆分为两次注，第一次注浆充填空隙，第二次加固松动围岩。

第一次注浆：使用水泥加粉煤灰，每排6个孔，孔深800㎜，间排距为1800×3000㎜，第一排布置在维修段最下头头架棚子位置。

第二次注浆：使用水泥，每排7个孔，孔深1500㎜，间排距为1600×3000㎜。

4.2注浆施工工艺

1.注浆设备及布置：

设备选用葫芦岛D2W-11-75/45型双液调速高压注浆泵。

设备布置：在注浆地点人工拌制浆液。另需存放三个0.5m3的铁桶，一个存放水泥粉煤灰混合液，一个存放清水，一个存放玻璃水。注浆地点的供风、信号、动力电缆、照明电缆利用四矿原有的设施。

2.注浆孔布置及要求：

据注浆设计图纸中的布孔要求布孔，钻孔时尽可能地导通裂隙，使浆液能充填所有裂隙，以期取得预期效果。

3钻孔设备的规格：

采用YT-28风钻，42㎜的钻头造孔。

4.注浆孔管选择及规格：

注浆管由25.4㎜×800和25.4㎜×1500㎜的镀锌管加工（加工成马牙扣），外端焊上25.4㎜×50㎜的带丝扣的短接儿。缠上棉纱用工具牢固打入孔内，然后装上25.4㎜的球阀以控制进浆量。

5.注浆材料选择

注浆第一次采用水泥加粉煤灰和玻璃水，第二次采用水泥与玻璃水液浆，水泥都采用P.O42.5级新鲜普通硅酸盐水泥。封孔时采用水泥封口。粉煤灰采用电厂发电后煤灰。

注浆参数选择

两次注浆使用水泥和玻璃水的比例一样为，玻璃水是水泥总量的0.3倍

第一次采用水泥加粉煤灰液浆注浆法

浆液配比：水：灰：粉煤灰比为1：0.75：1。

第二次采用水泥单液浆注浆法

浆液配比：水：灰比前期为1：1.2。

注浆压力

根据现场注浆得知，此次充填注浆压力宜为0.5～1.5MP之间。

6.注浆量

按下列公式计算注浆量

第一次注浆

Q=v×n×a

式中：v——注浆的岩石体积 m3

n——取0.74

a——浆液的损失系数取1.5

Q=[（18.7－11）＋（0.8＋0.8）]×765×0.74×1.5=7897.1m3

水泥用量：W=7897.1×0.75/2.75×1.7=3661.4T

粉煤灰用量：W=7897.1×1/2.75×1.4=4020.3T

第二次注浆：

Q=v×n×a

式中：v——注浆的岩石体积 m3

n——取0.20

a——浆液的损失系数取1.5

Q=（27－9.8＋1.5＋1.5）×765×0.2×1.5=4635.9m3

水泥用量：W=4635.9×1.2/2.2×1.7=4298.8T

本次注浆共计使用水泥：3661.4+4298.8=7960.2 T，

本次注浆共计使用粉煤灰：4020.3 T，

本次注浆共计使用玻璃水：7960.2×0.3=2388.6 T。

7. 扩散半径

将注浆扩散半径控制在2m左右，既缩短了施工工期，又能保证注浆质量，

5.注浆前的准备工作及施工顺序

5.1注浆前的准备

（1）注浆前要认真贯彻措施并群签。

（2）注浆前技术人员要对照位置，保证浆液充填有效，并能封闭棚子后的间隙。

（3）注浆地点声光信号及电话要安设好 ，并做好风、水、电供给工作。

（4）安装好注浆机等并进行试运转。

（5）做好材料购置及其它准备工作。

（6）注浆地点安装防爆照明灯。

（7）凡是运输、储存注浆材料的容器必须清理干净，不留杂质，以免损坏系统和管路。

5.2注浆施工顺序

（1）造孔：在预定位置按设计孔深、孔径、孔位打眼。

（2）埋管：将制作好的注浆管打入钻孔，并使之打入到设计深度。

（3）球阀及注浆管路安全：注浆管埋好后，现安装球阀，在连接高压进浆管，混合器，高压注浆管，注浆泵出浆阀。

（4）压水试验：管路安装好后，必须先做压水试验。

（5）注浆：先进行注浆配比，根据进浆情况决定注浆量，依具体情况随时调整注浆泵压力，浆液浓度。注入量随压力变化而变化直至达到设计终压。

6.棚后注浆技术实施效果

从2011年3月开始到2011年9月底结束，共计用7个月注浆747 m。注浆后的巷道每30 m打一个十字观测点，把十字交点到巷道顶底板、两帮的距离写在牌子上挂在巷道帮上，观测周期15天，经观测只有一个牌子的2个数据发生变化，巷道移近量在2厘米内效果显著，得到了建设方和集团公司的认可，具有较高的推广及应用价值。

与只采用重新打锚杆+架金支喷浆的形式相比，采用棚后注浆支护强度更高，减少了巷道的维修率，降低了生产成本，是一种很好的联合支护方式。