摘要：山西沁源梗陽煤業(yè)軌道暗斜井防爆絞車硐室在泥巖中掘進，且上部為煤層，施工中有少量淋水，硐室斷面大，采用導硐、二次挑頂刷大施工方法掘進，采用錨網索噴、鋼筋混凝土澆筑聯合支護，具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：軟巖；大斷面；防爆絞車硐室；支護措施；快速施工方法 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD264 文章編號：1009-2374（2016）29-0139-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.064

1 工程概況

1.1 工程地理位置與布置

梗陽煤業(yè)防爆絞車硐室是梗陽煤業(yè)井巷二期主要工程，它擔負梗陽煤業(yè)二、三期巷道掘進及3#、6#、10#煤層開采輔助運輸提升任務，該絞車硐室采用JBK-3×2.2絞車提升，各采區(qū)投產輔助運輸均有該絞車來完成，是目前梗陽煤業(yè)井下最大硐室。

該絞車硐室設計長度為14.10m，寬度為10.2m、高度為7.2m，荒斷面為62.4m2。

1.2 工程地質條件

硐室在泥巖中掘進，泥巖灰黑色，平坦狀斷口，含黃鐵礦、菱鐵礦結核，主要成分為泥質及其他陸降碎屑物質泥質膠結，f=2～3，巖石松軟、破碎、膨脹且壓力大，上部為煤層，煤層厚度約1m，根據勘探資料及已經施工的軌道大巷貫通巷（與絞車硐室同標高）施工資料分析，頂板砂巖水有可能通過節(jié)理、裂隙等導入掘進硐室內。

2 設計支護方案及支護參數

2.1 錨桿

采用Φ20×2000mm左旋無縱筋等強螺紋錨桿，間排距為800mm×800mm，每根錨桿配用1支K2335與1支Z2360樹脂藥卷，錨桿托盤規(guī)格：150mm×150mm×10mm的鋼托板。

2.2 金屬網

全斷面鋪設1000mm×2000mm×100mm（網格）鋼筋網（采用Φ6mm的Q235鋼筋加工而成），網與網采用搭接方式，搭接長度為100mm，并用14#鐵絲雙股綁扎，綁扎間距不大于200mm。

2.3 錨索

采用Φ15.24mm、長6300mm的鋼絞線（一排七根），每根錨索配用1支K2335與2支Z2360樹脂藥卷，錨索托板采用250mm×250mm×15mm的鋼托板，錨索間排距為1600mm×1600mm。

2.4 噴射混凝土

混凝土強度C25，噴厚為100mm，速凝劑摻量為水泥用量的2.5%～4%。在普通硅酸鹽水泥使用時，需選用標號不低于P.O42.5，選擇純凈的中粗河沙，要求碎石為粒徑5～10mm的石子。

2.5 鋼筋混凝土（雙層）

2.5.1 鋼筋：縱筋為Φ14mm螺紋鋼，@300mm，鋼筋搭接長度490mm。環(huán)筋為Φ16mm螺紋鋼，@300mm，鋼筋搭接長度560mm。鋼筋搭接、縱筋與環(huán)筋交點處均用22#鐵絲綁扎，且每隔600mm用一根Φ8mm盤圓箍筋將內外兩層鋼筋聯成整體，內外層鋼筋間距為300mm，兩層鋼筋保護層50mm。

2.5.2 混凝土強度C30，支護厚度為400mm，水泥為P.O42.5普通硅酸鹽水泥，中粗河砂，粒徑為10～20mm石灰?guī)r碎石子。

3 施工方案

在工程施工時，施工方案同樣極其重要，它關乎工程的施工安全進程，質量檢測以及進度等。一旦施工前期工作準備就緒，施工硐室，首先按2-2斷面施工配電硐室，掘進32.7m后，變1-1斷面導硐施工通過絞車硐室3-3斷面與軌道大巷交叉點貫通，然后二次挑頂刷大施工3-3斷面絞車硐室，絞車硐室長度為14.10m，自然通風系統(tǒng)便可形成，同時對于測量貫通成果準確性起到了重要的作用，目的是達到設計的要求。按照當前的施工成熟度來看，同時結合其他的硐室方案，更好地促進施工支護的高效、安全，以高速的運矸、較短的工期，獲得連續(xù)支護的效果。

4 施工方法

第一，采用導硐和二次挑頂刷大施工，一次導硐斷面1-1斷面：B掘=4.7m，H掘=3.65m，H墻=1.3m，S掘=14.83m2，二次挑頂刷大在一次導硐斷面的基礎上向上向較短一側端墻處挑頂刷大施工，然后進行錨網索噴臨時支護，最后再向上進行挑頂刷大至設計斷面，掘至設計斷面后反向回刷完設計工程量并按設計進行永久支護。施工采用一掘一錨網，兩掘一噴，初噴厚度為30～50mm。工作面爆破前初噴距工作面不大于4m，夠錨桿錨索排距時，必須打設錨桿、錨索，錨網索支護緊跟迎頭，正常使用前探梁臨時支護，施工采用P-90B型耙裝機出矸，礦車運輸。

第二，硐室挖掘完畢后，利用硐室中腰線標定出兩墻位置及基礎尺寸，用風鎬開挖到標準的規(guī)定，清除浮矸、排凈積水，進行鋼筋混凝土支護：（1）鋼筋綁扎：按照內外層鋼筋設計間排距用22號鐵絲綁牢，鋼筋搭接長度為35d。砼內、外保護層分別為50mm；（2）墻模支設：綁扎鋼筋完成經過相關的驗收達到標準，開始支設模板。立柱采用150mm×150mm方木，間距為1.5m，用錨桿固定，每根立柱上、下各一根，方木鉆眼，穿錨桿上，以中心線找好距離后用50mm×50mm方木撐牢，擰緊錨桿螺栓，并橫向用50mm×50mm方木釘住，使各立柱之間平行，硐室端墻支模立柱用斜撐與錨矸固定，立柱支好后鋪設規(guī)格為300mm×1500mm的鋼模板；（3）碹胎支設：墻模拆除后，按間距1.5m支設腿子木，腿子木落在實底上，腿子木上架設150mm×150mm托骨梁，其上平高度高于起拱線30mm，然后在托骨梁上架設碹胎，每根碹胎下必須有一根腿子木，并與托骨梁用扒鋦扒牢固，用斜撐將腿子木固定；（4）砼澆筑：模板支好以后清理現場，鋪設灰盤。砼采用機械攪拌，輸送泵上料，對稱分層入模，分層厚度300mm，邊澆筑邊振導，以表面出現灰漿沒有氣泡為標準；（5）拆模及養(yǎng)護：墻部砼48小時后拆模，拱部砼不小于72小時后拆模，砼終凝后灑水養(yǎng)護，不少于7天。

5 施工技術

5.1 測量放線

導硐施工可確保區(qū)域測量成果的可靠性，并能精確給出絞車硐室中心線與軌道暗斜井中心線一致，所以在施工作業(yè)時，各方面需嚴格的控制，使用GTS-102N全站儀測量并及時進行復測糾偏，減小誤差，使其可控。先進的測量技術是絞車硐室施工的前提。

5.2 導硐掘進

由于絞車斷面大，荒斷面達62.4m2，先采用1-1小斷面導硐和軌道大巷交岔點貫通，形成了通風系統(tǒng)及兩頭都可出矸運輸系統(tǒng)，加快了施工速度。

5.3 挑頂刷大施工

因本絞車硐室處在泥巖中，巖石破碎有裂隙，一次挑頂高度不宜太高，控制在2m以下，防止頂板冒落，一次挑頂后及時進行錨網噴臨時支護，確保了施工安全，二次挑頂在一次挑頂基礎上找到設計斷面頂板高度，反向回刷并按設計要求進行錨網索噴支護。

5.4 支護控制

支護控制在支護操作中極為重要，一旦支護控制未取得良好的效果，便會造成一系列的事故，安全難以控制。

應用軟巖支護理論——先柔后剛，先讓后抗，柔讓適度，強力支護進行施工，即采用組合拱理論參數，先進行錨網噴支護，并用錨索加強支護，再用鋼筋混凝土澆筑進行二次支護。

5.4.1 一次支護采用錨網噴加錨索支護，要求錨矸安裝掛網必須及時，錨桿抗拔力不小于75kN，同時注意爆破后的錨桿的緊固狀況。在硐室推進中，圍巖破壞也會相應的增加其范圍，這就需要初噴一層50～70mm混凝土，并增加錨索支護，且錨索預緊力不小于120kN，使圍巖早期得到控制。

5.4.2 根據軟巖支護理論，二次支護的順時建設也是需要考慮的重點，既需要釋放圍巖變形后的應力，也要充分發(fā)揮支護作用，二次支護采用鋼筋混凝土澆筑支護，砼強度C30，二次支護后控制了圍巖應力的釋放，使圍巖趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

5.5 施工管理

大斷面防爆絞車硐室施工實行監(jiān)理制，施工過程中施工、建設、監(jiān)理單位安排有經驗的工程技術人員擔任，施工單位技術人員現場跟班作業(yè)，對各道工序嚴格把關，做到上道工序不合格，不得進入下一道工序施工，建設、監(jiān)理單位在工作中采取“巡視”“平行檢查”等手段對施工過程進行監(jiān)督，對重點部位及特殊情況實行“旁站”形式監(jiān)督，確保了施工質量和進度。同時施工中認真做好隱蔽工程現場記錄，按規(guī)定預留砼試塊經行強度試驗。

6 結語

第一，梗陽煤業(yè)軌道暗斜井防爆絞車硐室是軟巖中的大型特殊硐室，不可反復翻修，所以要求施工時需時刻考慮軟巖的特性，采用剛柔兼?zhèn)涞穆摵现ёo技術，尤其是特殊機電硐室不可忽視。

第二，導硐挑頂施工法和聯合支護的方法可用于軟巖大斷面硐室施工和支護，采取二次支護后，圍巖變形快速趨于穩(wěn)定，能有效地控制圍巖變形。

第三，采用導硐施工法和聯合支護方法施工，施工質量達到了設計要求，施工工期50天，比計劃提前10天，硐室現已運營一年，并未發(fā)現混凝土剝落，有效地證明可聯合支護起到了關鍵性的作用，將錨網索主動支護和鋼筋混凝土被動支護相互結合，提升了后期硐室對壓力的承壓，并結合超前錨網噴臨時支護，為施工提供了安全的作業(yè)環(huán)境。

第四，絞車硐室施工工藝合理，在施工方法的選取上較為合理，保證了工程的安全性，為不穩(wěn)定巖層以及大斷面硐室的操作提供了借鑒。

參考文獻

[1] 亓榮強，張樹峰，張?zhí)靹?軟弱巖層大斷面絞車硐室快速施工技術研究[J].山東煤炭科技，2013，（4）.

[2] 王傳美，任曉東.液壓防爆提升絞車硐室施工與支護技術[J].煤炭科學技術，2014，（S1）.

作者簡介：許孝建（1979-），男，山東鄒城人，中煤第五建設有限公司第三十一工程處項目技術經理，工程師，研究方向：礦井建設、礦井管理等。

（責任編輯：秦遜玉）