—200泵房硐室群支护设计及应用

张春成

摘 要：通过该矿以前的地质方面的资料和水文情况，硐室所在位置压力比较大，周围已有巷道为外水仓近东西方向，变形、破坏较小；但呈西北方向的外水仓通道变形、破坏较重；呈东北方向的变电所也表现出较大的变形和底臌；呈近南北方向的泵房、配水巷也出现了较大的变形、破坏和底臌，说明该区域水平地应力为东西方向最大，南北方向较小。提出了泵房硐室群支护设计方案，应用结果表明，整个设计安全有效。

关键词：泵房 围岩 锚索束 底臌 浇注 矿压观测

中图分类号：TD5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）06（c）-0103-02

1 泵房初始支护参数

泵房采用小断面掘进最后扩至设计断面，支护采用锚喷支护，锚杆采用直径16L长度为1500mm的圆钢锚杆，每个锚杆使用一卷Z2360树脂锚固剂加长锚固，锚杆的间排距为800×800mm，锚杆外面使用铁托盘，金属网采用直径6mm的铁丝编制成100×100mm的网格，金属网的大小为1.0×1.5m，采用喷浆支护，厚度120mm。

配水巷和配水联巷采用锚杆加喷浆浇注支护，第一次支护时使用直径16L长度为1500mm的圆钢锚杆全长锚固，喷浆封闭围岩，喷浆厚度为30mm，喷浆要做到表面平整密实，墙基无裸露，喷射砼强度不小于C20。喷射混凝土水泥标号为425#普通硅酸盐水泥，石子直径小于3～5 mm。后期浇注，厚度为300mm。

水仓支护：现水仓支护为φ22L2000强力锚杆全锚喷浆支护，间排距800×800mm。

2 围岩松动圈测试与分析

对泵房和配水巷进行围岩松动圈测试第一处测点的周围岩石比较破碎，破碎范围为1.8m，第二处测点周围岩石破碎范围为1.0m，这就说明配水巷的周围岩石破碎范围不是很大，在可以控制范围内。泵房第一处、第二处测点周围岩石破碎范围为1.7m；这就说明泵房的周围岩石破碎范围较大，大部分巷道用锚杆支护会失去支护作用。在掘进过程中巷道顶板压力大、顶板破碎或遇构造时，根据顶板情况适当加密锚索。

综合各种情况表明，泵房和水仓等巷道所在岩石层位比较差，压力比较大，属于压力比较大的软岩巷道。

3 泵房扩断面的技术要求及技术参数

3.1 泵房支护的技术要求及参数

泵房支护用以锚杆加锚索外层喷浆的支护方式为主，当支护完成后，根据顶板压力情况再进行第二次支护，再配合适当的注浆材料进行注浆对巷道周围岩石进行加固，采用底板反拱和巷道底角打锚索控制来预防底臌。具体技术参数如下所示。

锚索：采用直径17.8mm的钢绞线，每根锚索长9m，每根锚索需要用4卷Z2360型树脂药卷锚固，配备一个250×250mm的木托盘和一个250×250mm的钢托盘。帮锚索要根据巷道压力情况，当巷道压力比较大的时侯要及时进行补打。

锚杆：选用直径22mm高强度左旋螺纹钢锚杆，每根锚杆长度为2.4m，每根锚杆需要用2卷Z2360型树脂药卷锚固，使用φ120钢托盘。锚杆的间距排距均为700mm。

喷射混凝土：喷浆总厚度120mm。

3.2 底臌治理的技术参数及技术要求

由于泵房距离地面比较深、巷道压力比较大、周围岩石比较破碎，因此巷道容易产生底臌现象。为了更好的消除和减小底臌影响，采用两种方法来消除和治理这种影响。

3.2.1 巷道两帮底角多根锚索支护

根据数值模拟结果，巷道底角最大应力集中线与水平面夹角为45左右，正是因为巷道底角的压力比较集中和其它部位压力转移的影响，使得巷道底板的底臌比较严重。

底角采用多根锚索组成的锚索束的方式。锚索束的组成为3根直径17.8mm的钢绞线，锚索的长度为9m，设计钻孔直径为80mm，注浆管直径为42mm；注浆钻孔直径为50mm。孔口用生麻或棉丝添堵压实后再用树脂药卷填实，待树脂药卷起到作用后再进行注浆加固，注浆一天以后要及时进行张拉锚索。

3.2.2 浇筑底板底拱

底板反底拱也是防治底臌的有效办法，虽然有吸水小井的影响，使得底板反底拱出现部分中断，但是仍然可以起到一定的防治作用。经过确定反底拱半径为9.7m，中线最低处为800mm，浇筑混凝土为C20，并铺设25号U型钢加强底板支护的作用，U钢拱底缘曲率半径为9.57m，弦长5.8m，铺设排距为800mm，U钢底部先铺设100mm后的混凝土铺底，然后再架设U钢拱，再浇筑混凝土最终要达到要求规定的厚度。

3.3 注浆加固的技术要求

由于巷道周围岩石条件差、周围岩石比较破碎，所以注浆加固周围岩石是保证巷道压力稳定的最好方法，也是保证泵房硐室群能够形成一个整体的关键。

注浆设计采用所有的巷道和硐室都注浆，这样可以保证形成整体的加固效果，处于这样的考虑，在泵房、吸水小井峒室、配水巷、配水联巷、水仓等巷道和硐室均需注浆；注浆孔深度采用2.4m注浆孔注浆，但在配水巷顶部采用4.0m深的注浆孔进行注浆。泵房底板注浆孔深度为9m，主要是为了防止巷道底臌的发生，并对吸水小井稳定起到一定的作用。

泵房和吸水小井巷道使用注浆锚杆对巷道进行注浆，注浆锚杆的排距2.1m。使用水泥浆液，水泥标号为标号为42.5的普通硅酸盐水泥，要保证有一定的水灰比和注浆时注浆的压力。

在实际巷道施工中，锚杆无法买到或不方便应用，采用在两排锚杆之间打单独注浆孔进行水泥浆注入，其它方面参照原来的技术设计。

4 矿压观测的技术参数和要求

4.1 观测内容与测站布置

计划布置2组主要测站，其中第一组测站布置于距泵房入口15m处，分别布置表面收敛测点、多点位移计测点和锚杆、锚索受力仪表。第二组测站待注浆、复喷完成后布置在距变电所入口15m处，分别布置表面收敛测点、多点位移计测点、测力锚杆和围岩应力测点。

4.2 测点布置

（1）表面收敛测点。收敛测点布置在顶、底板和两帮，用风钻打孔，孔的深度为200mm的。

（2）多点位移计测点布置。同表面收敛一样，布置于巷道顶板和两帮的中部。

（3）测力锚杆。将测力锚杆安装到指定位置（与锚杆安装类似），测量时由数据采集器采集读数，不用记录，然后传输到计算机，由软件直接整理。

（4）锚杆、锚索受力仪表布置。选择一个断面，在锚杆和锚索上安装测力仪表。

（5）围岩应力分布观测仪布置。在泵房两帮各选择一个观测点，采用φ42钻孔，深度8m，安装探头，对围岩应力分布进行观测，探头安装。测量时由数据采集器采集读数，不用记录，然后传输到计算机，由软件直接整理。

参考文献

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