预应力锚杆在矿山巷道加固中的应用研究

陈东岳

（湖南省地质矿产勘查开发局417队，湖南 衡阳 421001）

随着矿山开采工程修建范围的不断扩大，经常会建设在一些地质条件较差的区域，在建设过程中，许多项目都需要进行高挖方边坡。一些矿山开采工程施工经验表明，矿山开采工程建设过程中，没有采取合理的措施进行防护，高挖方边坡经常会出现落土、边坡滑塌等各种不同类型的灾害，这不仅降低矿山在后期应用的安全性，而且会增加维护成本。因此，加强对预应力锚杆在矿山巷道加固中的研究分析是必要的。

1 矿山开采工程概况

湖南某矿区位于高海拔区域，气候、地质环境较差。在矿山开采工程的某地区设计线形地处高挖方地段，相关工作人员对该地区进行测量，通过测量结果可以发现，挖方深度都超过了19.8m，分析线路中的最高点挖方边坡的垂直深度在32m左右。通过该矿区的地质勘察资料进行分析可以发现，矿区以软质软土为主，具体施工过程中容易发生崩塌，并且工程对水十分敏感。通过对相同土质区域挖方段进行观测可以发现，如果在实际施工中，采取简易的方式进行防护，边坡形成后，在长期的应用过程中，因为受风雨等作用的影响，边坡局部容易发生下滑，会对矿山开采工程的质量造成不良影响，如果出现大降水时，可能会引起滑坡灾害。因此，在施工中，采取有效的防护措施对高挖边坡进行防护。

2 框格梁锚杆防护在矿山巷道加固中应用起到的作用

2.1 提高了土层强度

防护过程中，锚杆的应用对软土层起到了加筋作用，并且通过对锚杆的应用，将土层和框格梁防护联系在了一起，通过对该结构进行应用，使矿山开采工程的软土层的强度的得到了显著提高，并且使软弱层力学性能得到了改善[1]。通过对矿山开采工程的施工进行分析可以发现，将框格梁锚杆应用工程中，滑坡灾害并未再次出现，可见，通过该方式能够可以提高土层的稳定性以及强度。

2.2 提高设计的合理性

挖方高坡范围较大，而工程设计图对挖方高边坡的认知有限，在有限的地质信息的支持下，相关工作人员提出的防护工程的设计可能会存在不合理现象。针对施工矿区，可以发现随着开挖作业的不断深入，挖方边坡的真实情况将会暴漏在人们的视线下[2]。在应用框格梁锚杆防护时，可以一边挖一边进行设计，例如原设计3.8m的锚杆无法满足实际地质在稳定性方面的需求，依据施工过程中获取到的各项数据，对设计进行优化，最终决定采用6.2m钻孔深布设锚杆，提高工程中边坡的稳定性。

3 锚索联合施工方案

3.1 设计施工方案

通过对矿区的分析，最终决定采用矩形的锚索施工单元，梁单元尺寸大小为3.4m×3.4m，断面尺寸的大小为0.24m×0.24m，在索梁节点处设置锚杆布。在具体施工过程中，涉及到的附加安全系数和荷载分项系数都必要严格依据相应的规范要求进行，确保矿山开采工程的最终质量能够达到要求标准。

3.2 施工方案

锚索施工工艺流程如图1所示。

锚杆施工岗前，应当指派专人做好相应的清坡工作[3]，经过修坡后坡面应当自然、平整，并且起伏不得超过15.0cm，锚杆施工质量是整个施工过程中关键点，实际施工要过程中需要遵守如下规定：

图1 锚索联合施工工艺流程

（1）采取风动钻进，完成钻孔内，将孔内杂物清除。

（2）严格的依据设计图确定锚杆孔位，孔位误差应当控制在20.0cm以内。控制好钻孔，如果地质松软，在具体施工过程中，应当采用跟进钻孔技术，如果出现塌孔现象，要及时处理，确保成孔质量能够达到要求。

（3）原材料质量和施工配比应当满足下列要求：采用的锚杆要保持平直、并且不得有锈；采用的砂浆应当一边搅拌一边使用，同时在施工中不得有杂质混入，以免对工程质量造成影响。

（4）注浆管应插入到孔底，通常清理注浆采用翻浆法完成，保证注浆管埋入的具体深度超过1.0m，在孔口砂浆饱满后，注浆完成，将注浆管拔出。

（5）通过检验，确保锚杆质量达到要求后，进行框格梁混凝土浇筑，并且要保证浇筑混凝土的质量达到了工程的要求。

3.3 注意事项

具体施工过程中需要注意的事项如下：

（1）框格梁锚杆施工前，要对边坡地质的具体情况进行核查，针对与勘察资料存在差异，容易破碎的岩体，应当及时做好相应的设计和优化，确保设计合理。

（2）由上向下进行分段开挖，加固施工必须分开进行，不得同时对上台阶和下台阶进行施工，以免引发安全事故。

（3）动态监测挖方高边坡施工，及时掌握施工过程中的数据变形、工程地质等各项因素，并且及时的将数据传递给计算机，利用计算机完成相应的分析工作，从而为工程施工加以指导。

4 结语

框格梁锚杆防护在矿山开采工程施工建设中有着广泛应用，可以将其应用到矿山巷道加固中，其是一种高效、经济的防护方式，并且能够提高矿山开采工程的整体质量，因此应当加强对其的应用与推广。