大断面硐室在较软围岩中的施工技术和实践

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1、大断面硐室在较软围岩中的施工技术和实践1地质条件及概况新兴煤矿三水平钢带机驱动硐室，位于二水平环形车场附近，周围硐室及巷道较多，硐室标高为+0.8米～+11.79米之间，距地表324米（如图1）。硐室所处区域地质构造较为复杂，位于29-1号层煤层底板和30号煤层顶板之间，硐室中间穿29-2、29-3号煤层，煤厚分别2.2米和2.5米，围岩为灰白色细砂岩和炭质页岩为主，因硐室中间有一落差2.0米的逆断层，受其影响，围岩层节理较发育，岩性中硬，围岩坚固性系数f=4；受逆断层影响煤质较软。2硐室断面规格、支护形式选择及基本原理2.1驱动硐室为2/5拱断面，设计长度22米，（如图2）。墙高：6

2、.5米，净拱高：3.92米，毛宽：10.6米，净宽：9.8米，毛高：10.82米，净高：10.42米，毛断面：104.3米²净断面：94.0米²2.2由于硐室断面大，使用年限即为矿井服务年限，对硐室支护结构方案的选择从永久、坚固、经济、工期、施工等方面考虑，发喧支护属于被动支护，不能发挥围岩自身支撑能力，而且巷道开挖量大，支护材料消耗量大，工期长，人工费用高，施工工艺复杂硐室一旦破坏维修十分困难。2.3支护的基本原理：支护主体仍然是锚杆，钢筋网和钢筋梯是起加强和辅助作用。通过钢筋梯和∪型钢梁将单根锚杆连成整体，使锚杆与钢筋梯和∪型钢梁组成的结构加强提

3、高了对围岩的控制能力。的作用。3支护参数及构件3.1支护材料：（1）、锚杆：采用Φ20mm、45#左旋无纵筋螺纹锚杆，锚杆长度分别2.0米、4.0米和6.0米，锚杆托盘厚度不小于6毫米，直径不小于120mm，打锚杆眼用钻头Φ28mm。（2）、树脂锚固剂药卷：A锚固锚杆药卷规格：Φ25mm450mm，拱部锚杆使用2卷中速凝固药卷；墙体部锚杆使用3卷药卷锚固（锚杆眼底部1卷速凝固药卷，外部2卷中速凝固药卷）。（3）、锚索钢绞线应用1860级（Φ=15.24毫米）左捻低松弛钢绞线，长度8米~10米；锚索梁采用∪25型钢1.8米，锚索眼距1.0米；&c

4、up;型钢梁采用∪25型钢1.4米，眼距0.6米；钢筋梯采用Φ20mm和Φ12mm的圆钢，双钢筋焊接，尺寸：宽40mm、长2000mm；钢筋网采用Φ6mm的圆钢，网格50mm50mm，每片1000mm2000mm（如图4）（4）喷碹材料:喷射混凝土标号（150公斤/平方厘米），水泥为525号普通硅酸盐水泥，水灰比（0.45），体积配合比：水泥∶河砂∶石子=1∶1.5∶1.4,骨料的使用必须达到以下标准：510毫米粒径和25毫米粒径的颗粒比例各占50%。3.2支护参数的选取：（1）锚杆长度的确定：根据挤压加固拱原理，锚杆长度和间距必须满足下列关系式：松动破

5、碎带高度h=B/2f=10.1/2*4=1.26米.B巷宽f=岩石坚固性系数取4L=L1+L2+L3L1锚杆外露长度0.15L2不稳定围岩厚度L3锚杆伸入稳定岩层的长度取0.5米。则锚杆长度L=0.15+1.26+0.5=1.91锚杆长度取2.0米（2）锚杆排间距的确定：根据经验公式a=[Q/k.R.L]½式中：a=锚杆根数Q拉=单根锚杆承受的岩重，70kNK=安全系数，通常为1.5～2，取1.5；R=岩石容重，25kN/m³L=锚杆有效长度，为杆体长度减去锚固长度和杆体外露长度，为1300mm。将数字代入公式得：a=[70/1.5*25*1.3]½

6、;=1..2m锚索20MnSi15.248~101.51.0230墙部左螺旋螺纹钢27MnSi206.00.60.680（3）、锚索间排距的确定：根据经验公式：KG≦NAG=锚索承受的离层岩层或危岩重量。K=安全系数，取2N=每平方米锚索根数。A=锚索设计承载力，一般为230kN。按3米厚危岩计算重量，则2*3*2.1（砂岩比重）*10≤N*230N≥0.54根/平方米，巷道跨度10.6m，锚索间、排距1.5米1.0米，每排6根，符合要求。4施工及支护工艺4.1施工工艺4.1.1施工顺序：（如图3）点开始进行二次支护（3）Ⅲ部施工完后，拉Ⅳ部底，拉底过程中，按第Ⅰ部支护顺序

7、，拉一米底支护一米，在两腮和拱部打锚杆挂钢筋网，待Ⅲ底拉完后，进行二次支护。（4）巷拱部施工完后，依次拉底Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，由于巷道顶已经支护完成，拉底时采用分部Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，全宽一次拉底完成，随拉底随进行帮支护，打锚杆，挂钢筋网。4.1.2施工工艺流程采用钻眼爆破法破岩及光面爆破一次成巷工艺，耙斗式装岩机装岩以及电机车运输，执行一掘一喷，锚喷施工跟迎头，正规循环作业。第一次支护：敲帮问顶引中心腰线画巷道轮廓线布置炮眼打炮眼装药连线爆破排烟排险（敲帮问