超前管棚支护法在斜坡道硐口段掘进施工中的应用

卢志飞

（镶黄旗蒙金矿业开发有限公司，内蒙古 锡林郭勒 013200）

斜坡道掘进在地表开口段施工时，经常因为巷道顶板围岩厚度薄，风化破碎，稳定性差，难以支撑巷道顶板，以往采取地表开挖明槽的方式进行施工，待混凝土浇筑完毕后，再用岩土覆盖回填。这种施工方式需要在地表开挖明槽，工程量很大，地表植被破坏面积也很大，并且需要使用钩机、破碎锤等大型施工设备，增加了工程费用。

1 工程概述

镶黄旗蒙金矿业开发有限公司加不斯铌钽矿一期采用斜坡道运矿，在地表10线西端地表标高1348.5m处设置主斜坡道硐口，斜坡道以10%的坡度在矿体下盘折返式延深，弯道半径为20m，斜坡道每间隔150m～300m设置一处长20m的会车站，斜坡道与1260m、1200m、1140m、1080m中段下盘沿脉巷连通。

2 地质、施工条件

主斜坡道开口位置土质多以三类土及以上为主。由于斜坡道开口位置紧贴南部征地边界，如果采用放坡挖明槽施工法，明槽南侧将超出矿区征地范围，并且开挖和回填工程量很大。

图1 主斜坡道入口段纵剖面图

3 管棚超前支护施工法原理

由于巷道顶板距离地面较薄，采用普通掘进法施工，顶板围岩必然会冒落，因此采用管棚超前临时支护及时跟进法施工。靠近掘进掌子面架设钢支架，钢管的一端支撑在钢支架上，另一端锚入不受本次循环爆破影响的岩层中，形成管棚支护。

施工顺序：地表虚土段明挖浇筑成巷→确定超前管棚孔位置和固定管棚孔位置→施工超前管棚孔和固定孔→安装超前管棚并固定→打眼放炮→出渣→钢拱架临时支护→钢筋混凝土永久支护。

4 管棚超前支护、混凝土永久支护跟进施工方法

（1）地表虚土段明挖浇筑成巷。先用钩机挖掘斜坡道硐口处覆土，在斜坡道硐口用浇筑混凝土方式形成6.5m明硐。

（2）确定硐口超前管棚孔位置、固定管棚孔位置。按照设计斜坡道断面规格，在巷道顶板垂直施工固定管棚的孔位，间距1.2m，Φ40mm孔，孔深1m，并用红油漆点出。

图2 斜坡道硐口超前管棚孔施工图

（3）施工超前管棚孔和固定管棚孔。按照测量放线红油漆标记的锚杆孔位，用YT-28凿岩机垂直施工孔深1m的Φ40mm超前管棚固定孔。

（4）超前管棚安装、固定。利用YT-28凿岩机将4米长的Φ38mm热扎无缝钢管（管棚）压进孔内，对管棚进行临时固定。

（5）掘进爆破出渣。进行掘进爆破、出渣作业。采用直眼掏槽，掏槽深度1.2m，采用多打眼、少装药的方法，完成出渣作业。

（6）钢拱架支护。在整个巷道断面爆破出渣施工完后，立即采用14#槽钢加工成的钢拱架支护，把管棚固定在第一架钢拱架上。

（7）按照以上施工循环，掘进5m～8m后，进行钢筋混凝土永久支护。

表1 主斜坡道硐口段施工材料配备表。

5 施工技术要点

（1）支架和管棚选型。为了安装方便，采用两个支腿和一个拱，各部分之间采用铰接的连接方式。管棚采用Φ38×6mm×4m热轧无缝管。

（2）钻孔和管棚安装。采用YT--28凿岩机钻孔并顶进管棚。严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入斜坡道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交。

（3）支架的安装及固定。支架应严格按照掘进断面的设计尺寸安设，不允许侵入二次衬砌断面。靠近掌子面的钢支架应尽量向掌子面靠近，第一架钢支架拱顶要贴紧管棚，并与管棚焊接。支架支腿采用锁脚锚杆与岩壁固定。拱架之间的间距控制在0.8m～1.0m之间。

（4）管棚长度与循环进尺。每循环进尺和管棚长度的确定紧密相关，管棚在岩层中的超前长度不能少于1m，外露长度与钢支架相连部分约0.6m，因此，每循环进尺宜控制在2m～2.4m。

（5）管棚的间距。管棚环向间距一般0.3m，可以根据围岩稳定性情况进行适当调整。

（6）铺设木板、小径圆木。在钢拱架支撑后，为了防止顶板小碎块冒落，采用小径圆木或50mm木板将钢拱架之间拱顶、两帮较破碎的区域进行充填，确保钢拱架拱顶部位密实。钢拱架两帮采用14#槽钢进行连接，确保钢拱架的稳定性。

（7）钢筋混凝土永久支护。在掘进施工5m～10m后，从掘进掌子面向硐门方向后退式浇筑混凝土施工，钢筋采用Φ18螺纹圆钢，网格间距250mm，双层或单层。

6 结论

掘进巷道在地表开口段和围岩破碎段施工时，使用超前管棚支护法进行临时支护，永久钢筋混凝土随后跟进，可以确保巷道开挖后顶板不冒落，无须进行地表明槽开挖，减少了开挖工程量和工程费用，减少了地表植被的破坏面积，为作业人员提供了一道安全保障，符合安全、绿色、环保的施工要求。