CN115387831A - 一种分区锚固注浆加固支护体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分区锚固注浆加固支护体系，包括喷射混凝土层、长注浆锚索和短注浆锚索、可缩性U型钢支架，其中，喷射混凝土层是为了覆盖开挖而暴露的围岩；长注浆锚索是在破坏程度相对较小的围岩区进行注浆时使用，因此注入高压化学浆液以形成外部注浆加固圈；短注浆锚索是在破坏程度相对较大的围岩区进行注浆时使用，由于该区域破损严重，因此注入水泥‑水玻璃浆液形成内部注浆加固圈，实现对浅层破损岩石的封闭加固效果。可缩性U型钢支架设置在喷射混凝土层的表面。本发明通过采用不同注浆方式的分区域围岩加固方法，有效控制了软岩巷道围岩的流变变形，缩小了破坏区的范围，改善了支护结构的受力状况、提高了围岩的稳定性与抗变形。
Description
技术领域
本发明属于软岩巷道支护技术领域，具体涉及一种分区锚固注浆加固支护体系，特别适用于承受高地应力作用容易导致全断面严重变形的深部大变形软岩巷道。
背景技术
随着我国经济建设的快速发展使得我们对能源的需求日益增长，国内煤矿相继进入深部开采阶段。巷道作为地下矿山开采过程中的主要工程，其稳定性对于井下的安全高效作业具有重要意义。由于地下岩体地质条件的复杂性，深部巷道出现了较多的稳定性问题，软岩巷道尤为居多，高地应力作用下岩体的流变大变形导致围岩失稳破坏现象严重，巷道维护十分困难，直接影响到煤矿的正常运营。如今，深部软岩巷道的支护问题已经成为我国必须攻克的一大技术难题。
软岩巷道一旦开挖，表层围岩瞬时破坏，但此时一定深度的围岩尚未破坏。随着时间的推移，深部软弱围岩在高应力作用下，由于其流变效应导致变形破坏向深部发展。巷道围岩的破坏并不是从外到内完全破坏，而是在巷道一定范围内呈现围岩不一致的破坏形态，自外向内依次是完全破坏区、不完全破坏区、完整区。
目前，常规的支护技术很难满足深部软岩巷道复杂条件下的支护要求，尤其是变电站周围的巷道，且巷道开挖后断面变形大、支护难度大，需要不断的返修维护，不仅严重影响了巷道的正常使用、增加了施工成本，而且对工作人员的人身安全造成了极大的威胁。因此，需要提供一种新型巷道支护方法，确保控制软岩岩体的流变大变形效应，实现围岩与支护体系的共同承载作用。
发明内容
本发明的目的在于克服深部软岩巷道常规支护技术的弊端与不足，提供一种分区锚固注浆加固支护体系，以控制软岩巷道围岩的流变大变形效应，实现围岩与支护体系的共同承载作用。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
发明公开了一种分区锚固注浆加固支护体系，包括喷射混凝土层、长注浆锚索和短注浆锚索、可缩性U型钢支架，其中，喷射混凝土层是为了覆盖开挖变电站而暴露的围岩；长注浆锚索是在破坏程度相对较小的围岩区进行注浆时使用，因此注入高压化学浆液以形成外部注浆加固圈；短注浆锚索实在破坏程度相对较大的围岩区进行注浆时使用，由于该区域破损严重，因此注入水泥-水玻璃浆液形成内部注浆加固圈，实现对浅层破损岩石的封闭加固效果。可缩性U型钢支架设置在喷射混凝土层的表面。
在上述的分区锚固注浆加固支护体系中，所述短注浆锚索与长注浆锚索均按梅花形排列，且短注浆锚索与长注浆锚索间隔布置，以便形成不同层次的注浆加固圈。
为了保证支护体系的强度与整体性，可缩性U型钢支架架设在喷射混凝土层中，且不同破坏区域注浆所用浅层水泥水玻璃浆液和深层化学浆液的灌浆压力分别为3MPa和6MPa。
本发明分区锚固注浆加固支护体系的施工方法，具体包括以下步骤：
第一步：根据设计方案将开挖洞室的开挖扩大到设计尺寸；
第二步：采用岩体深部钻孔窥探仪在开挖周围位置布置钻孔，获取不同深度围岩的变形破坏情况，确定围岩裂隙的破坏程度以及发育状况；
第三步：根据钻孔窥视测试结果，确定围岩完全破坏区和不完全破坏区以及完整围岩区的深度；
第四步：架设可缩性U型钢支架并喷射混凝土，厚度为100mm；
第五步：浅层灌浆，按梅花形排列方式植入短注浆锚索，在围岩完全破坏区内注入水泥-水玻璃浆液，封闭浅层围岩的裂隙通道；
第六步：深层灌浆，按梅花形排列方式植入长注浆锚索，在围岩不完全破坏区内高压注入化学浆液，封闭深层围岩的裂隙通道；
第七步：支护结构施工完成3个月后，待围岩变形稳定，浇筑厚度500 mm的混凝土。
与现有技术相比，本发明分区锚固注浆加固支护体系具有以下优点：
（1）采用分区域不同注浆加固，将完整区围岩与破碎注浆区围岩连接，使支护体系与围岩在结构上的联系更加密切，提高了支护体系的整体性，实现了围岩与支护结构的共同承载；
（2）分区域采用不同注浆方式进行注浆加固，封闭了围岩中的裂隙通道，使岩体更加密实、受力更加合理，有效改善了支护结构的受力条件，达到提高围岩整体承载能力的作用；
（3）采用分区域不同注浆加固，提高了围岩的稳定性，缩小了破坏区的范围，有效控制了巷道的变形。
附图说明
图1为本发明分区注浆加固支护体系的结构示意图；
图2为本发明的注浆锚索位置示意图。
图例说明：1-喷射混凝土层；2-长注浆锚索；3-短注浆锚索；4-可缩性U型钢支架。
具体实施方式
本发明提供了一种分区锚固注浆加固支护体系及其施工方法，为使本发明实现的技术方案、达成目的及功效特征更加清楚明确，下面结合附图对其具体实施方式作进一步阐述。
如图1所示，本发明的分区锚固注浆加固支护体系，包括喷射混凝土层1、长注浆锚索2和短注浆锚索3、可缩性U型钢支架4四部分，所述喷射混凝土1层用以覆盖破坏程度最大的围岩区表面裸露的围岩；所述长注浆锚索2是不完全破坏围岩区通过注入高压化学浆液加固形成外部注浆加固圈时使用；所述短注浆锚索3是完全破坏围岩区通过注入水泥-水玻璃浆液形成外部注浆加固圈时使用，三种破坏程度不同的区域通过混凝土的喷射、水泥-水玻璃浆液以及高压化学浆液的注浆连接形成一个整体。所述可缩性U型钢支架4设置在喷射混凝土层1的表面。
如图2所示，长注浆锚索2与短注浆锚索3均按梅花形排列，且长注浆锚索2与短注浆锚索3间隔布置，以便形成不同层次的注浆加固圈。
本发明分区锚固注浆加固支护体系的施工方法，具体包括以下步骤：
第一步：根据设计方案将开挖洞室的开挖扩大到设计尺寸；
第二步：采用岩体深部钻孔窥探仪在开挖周围位置布置钻孔，获取不同深度围岩的变形破坏情况，确定围岩裂隙的破坏程度以及发育状况；
第三步：根据钻孔窥视测试结果，确定围岩完全破坏区和不完全破坏区以及完整围岩区的深度；
第四步：架设可缩性U型钢支架4并喷射混凝土层1，厚度为100mm；
第五步：浅层灌浆，按梅花形排列方式植入短注浆锚索3，在围岩完全破坏区内注入水泥-水玻璃浆液，封闭浅层围岩的裂隙通道；
第六步：深层灌浆，按梅花形排列方式植入长注浆锚索2，在围岩不完全破坏区内高压注入化学浆液，封闭深层围岩的裂隙通道；
第七步：支护结构施工完成3个月后，待围岩变形稳定，浇筑厚度500 mm的混凝土。
Claims (6)
1.一种分区锚固注浆加固支护体系，包括喷射混凝土层、长注浆锚索和短注浆锚索、可缩性U型钢支架，其特征在于，所述喷射混凝土层用以覆盖破坏程度最大的围岩区表面裸露的围岩；软岩巷道围岩区域周围均匀地植入长注浆锚索和短注浆锚索，所述长注浆锚索是不完全破坏围岩区通过注入高压化学浆液加固形成外部注浆加固圈时使用；所述短注浆锚索是完全破坏围岩区通过注入水泥-水玻璃浆液形成外部注浆加固圈时使用，三种破坏程度不同的区域通过混凝土的喷射、水泥-水玻璃浆液以及高压化学浆液的注浆连接形成一个整体，所述可缩性U型钢支架设置在喷射混凝土的表面。
2.如权利要求1所述的分区锚固注浆加固支护体系，其特征在于，所述的喷射混凝土层厚度为100mm。
3.如权利要求1所述的分区锚固注浆加固支护体系，其特征在于，所述的短注浆锚索与长注浆锚索均按梅花形排列，且短注浆锚索与长注浆锚索间隔布置。
4.如权利要求1所述的分区锚固注浆加固支护体系，其特征在于，所述的可缩性U型钢支架覆盖在喷射混凝土中共同形成支护体系的内部承载结构。
5.如权利要求1所述的分区锚固注浆加固支护体系，其特征在于，所述的浅层水泥水玻璃浆液和深层化学浆液的灌浆压力分别为3MPa和6MPa。
6.如权利要求1所述的分区锚固注浆加固支护体系的施工方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
第一步：根据设计方案将开挖洞室的开挖扩大到设计尺寸；
第二步：采用岩体深部钻孔窥探仪在开挖周围位置布置钻孔，获取不同深度围岩的变形破坏情况，确定围岩裂隙的破坏程度以及发育状况；
第三步：根据钻孔窥视测试结果，确定围岩完全破坏区和不完全破坏区以及完整围岩区的深度；
第四步：架设可缩性U型钢支架并喷射混凝土，厚度为100mm；
第五步：浅层灌浆，按梅花形排列方式植入短注浆锚索，在围岩完全破坏区内注入水泥-水玻璃浆液，封闭浅层围岩的裂隙通道；
第六步：深层灌浆，按梅花形排列方式植入长注浆锚索，在围岩不完全破坏区内高压注入化学浆液，封闭深层围岩的裂隙通道；
第七步：支护结构施工完成3个月后，待围岩变形稳定，浇筑厚度500 mm的混凝土。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116879406A (zh) * | 2023-09-07 | 2023-10-13 | 山东科技大学 | 一种隧道围岩稳定性评价方法及控制方法 |
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2022
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