B090403 地质构造带巷道动态化施工方法的探讨.doc

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1、地质徇连带以遵幼态化施£方诙喲探衬陈强威[皖北煤电集团刘桥第一煤矿，安徽淮北235159]摘要断层带、淋水带及破碎带是巷道支护施工中难度很大、容易出现事故的地段。结合刘桥一矿II66回风下山过DF20断层施工实例，采用基本地质条件监测、施工监测监控等方法手段，通过数据分析处理，将处理结果动态反馈于施工过程中，实践论证巷道动态化施工。动态化施工在巷道穿越地质构造带施工指导中取得了显著的效果。关键词地质构造巷道动态化施工1引言巷道在施工过稈屮，经常遇到断层带、淋水带及破碎带等的不良地质现象，它的分布区段是巷道围岩不稳定的区段2—。在多数情况下，地质构造带是作为一个低强度、易变形、透水性大、抗水性

2、羌的软弱带存在的，与其两侧岩体在物理力学特性上具有显著的差异。巷道在穿越地质构造带时，由于岩层的地质成因复杂，地质条件具有突变性，施工事故也具有突发性。在地质构造带进行巷道施工时，仅靠常规的施工技术和施工方法是很难克服巷道片帮、底厳、突水等地质灾害的。因此，施工除了遵守一般技术要求外，还应采取针对性较强的动态化施工方法。2动态化施工方法巷道施工过程屮，通过现场地质索描、监测监控，以及超前地质预报获得数据资料，然后以这些现场资料为依据反馈于施工，支护参数的修改屮，确定更符合I科岩动态的支护参数,并指导施工，此过程即为地质构造带巷道动态化施工（如图1所示）。现场坠础资料液集I厂▼歴木地质条件监测

3、匾1•监测监控图1巷道动态化施工流程图3应用举例3.1基本地质资料1166回风下山位于刘桥向斜构造西翼，总长620m。巷道掘进中穿过断层DF20Z700H二0〜20m,局部有伴生的小断层2条，受其影响，断层破碎影响带的宽度约为103m,属带性断裂。断层破碎带内为断层泥、碎块岩及片石等，断层涌水量在5〜6nf/h,其主要为断层内的砂岩裂隙水，具有主断层面较宽、断层泥较厚、富水、节理发冇、岩体破碎、局部有拖拉和牵引现象等特征，其巷道断层剖面素描如图2所示。11662110Z75H7・IIG63H5ZO5H9a图2巷道断层剖面素描3.1.1围岩周边位移量监测由于巷道处在断层破碎带地段，测站布设的数

4、量和观测频率应在相关规范及施工需要的基础上加大，在DF20断层及其破碎带，共设置了4个周边位移最测站，按照十字布点法布点，观测频度先期每天一次，后期根据观测结果适当延长。3.1.2拱顶下沉量监测在断层破碎带地段，由于岩体软弱，口极破碎，顶板易出现下沉，因此，这项监测显得更为重要。在DF20断层及其破碎带，同样共布置4个断面进行拱顶下沉监测。3.2数据分析3.2.1监测资料分析(1)巷道周边位移分析：在II66冋风下山断层破碎带，其伟I岩稳定稈度分为3个阶段：%1急剧变形阶段：主要发生在巷道掘后10天内，由于围岩为线弹性介质，考虑到围岩一喷射混凝土Z间的相互作川，及其空间效应的影响，围岩发生急

5、剧变形，其变形最占•总变形量的50%以上。%1缓慢增长阶段：随着喷射混凝土的驶化，对围岩的部分荷载有支撑作用，同时，锚杆限制了隧道I韦1岩的收敛变形，收敛变形逐渐减小，该阶段收敛速率为1mm/d左右。%1基木稳定阶段：断血收敛变形速度趋缓，当断血收敛速率接近于0.2mm/d。(2)拱顶下沉量分析：在DF20断层及其破碎带，从顶板下沉关系曲线来看，与囤岩周边位移的变化趋势相似,初期下沉量十分明显，后期逐渐趋于稳定。如图3所示。350=丄急剧缓慢基本变形增长稳定图3

6、围岩变形位移一时间关系曲线=＞二次支护时间.211.1512.121.21.232.4日期两帮移近吊、拱顶下沉呈250150503

7、.2.2观测数据反馈应用根据观测结果绘制位移一时间关系曲线，掌握围岩随时间变形规律，指导施工，确定二次支护的时间。通过图3可以看出,在当巷道顶、帮围岩变形分别达到100mm和160mmHJ,围岩变形趋于稳定，此时为二次支护最佳时间。如果位移一时间曲线连续2次发生突变，则表明围岩受扰动范囤较大，仅靠简单支护难以解决用岩稳定问题，这时应采用特殊的处理方案进行支护。3.3施工方法及措施3.3.1施工方法通过断层带时，采用风动工具掘进，采用台阶式施工方法，以基拱线为界，分为上、下两个台阶，肖先施工基拱线以上，再施工基拱线以下。循环进度800mm,上部超前下部施工两个循环进度。各部开挖后及时初喷混凝土

8、封闭围岩，初喷厚度30mm,并及时进行初次支护。3.3.2支护方法采用锚、网、喷+锚索+锚注联合支护技术，支护形式如图4所示。(1)初次支护采用直径20mm＞长2400mm的螺纹钢锚杆，问排距为600X600(mm),树脂锚固剂全长锚固,锚固力不小于120kNo金属网为6#钢筋焊接编制的方格网,规格为1000X1000(mm)和1000X2000(mm)o二次喷射混凝土厚度为100mm。(2)二次支护待巷道顶