李 敏

（山西西山金信建筑有限公司， 山西 太原 030200）

0 引言

在礦建工程施工中，巷道掘進錨桿支護技術(shù)的有效應用可以強化巷道圍巖穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)坍塌等安全事故。與此同時，大量工程實踐表明，巷道掘進錨桿支護設計具有良好的經(jīng)濟性，有助于企業(yè)降低施工成本，實現(xiàn)效益最大化。因此，出于對成本管理、安全管理以及進度管理的多重考慮，礦建工程施工單位，必須在日常作業(yè)中有效運用并合理優(yōu)化巷道掘進錨桿支護設計，從而整體推動我國礦業(yè)行業(yè)的發(fā)展。

1 錨桿支護技術(shù)簡介

在礦建工程巷道掘進施工中，錨桿支護不僅主要用于加固圍巖，同時還起到減跨作用、擠壓加固拱作用、組合梁作用和懸吊作用。其中，通過加固圍巖，離巷道較近的巖石會受到二向受力，深入的巖石會受到三向受力；減跨作用是指借助錨桿減少對力拱的高度和跨度；擠壓加固則是借助錨桿連接巷道周圍巖體，使其形成一個可以有效承接拱形壓縮帶的承載結(jié)構(gòu)；組合梁支護主要用于提升梁板的抗彎強度；懸吊作用則是運用錨桿支撐圍巖和軟巖質(zhì)量，避免其發(fā)生墜落，使巷道保持穩(wěn)定。整體來說，錨桿支護技術(shù)的基本原理是通過提升巖層的抗剪強度而達到穩(wěn)定巷道的目的。

2 礦建工程巷道掘進錨桿支護技術(shù)的特點

2.1 機械化程度高

在傳統(tǒng)煤炭開采模式中，有關(guān)部門及施工人員往往會采用棚式支護方法開展巷道掘進施工，這種技術(shù)操作便捷，但卻不符合當前礦業(yè)行業(yè)的發(fā)展趨勢。因此，隨著機械化作業(yè)發(fā)展成為行業(yè)熱點，錨桿支護技術(shù)逐漸步入公眾視野。通過運用錨桿支護技術(shù)，不僅可以在一定程度上節(jié)省人工成本，提升作業(yè)效率，同時可以增強施工人員安全保障，這正是機械化作業(yè)為創(chuàng)建工程發(fā)展所帶來的重要變革[1-2]。

2.2 施工成本低

礦建工程巷道施工周期普遍較長，這意味著企業(yè)必須投入大量的人力、物力以及財力成本，成本控制難度系數(shù)較大。但是，隨著錨桿技術(shù)在航道施工中的應用愈發(fā)普及，技術(shù)人員完全可以通過分析復雜巷道頂巖應力場制定支護方案，以錨桿施工技術(shù)為重要動力，提升工程建設效率，保證施工有序開展，減少不必要的成本支出。

2.3 支護強度高

錨桿支護技術(shù)是公認的安全系數(shù)較高的巷道施工技術(shù)之一。在具體實踐應用中，技術(shù)人員可以借助錨桿支護技術(shù)加固巷道內(nèi)壁巖石，避免出現(xiàn)塌方的事故。而且，經(jīng)施工處理后，巷道的堅固性將會得到整體提升，也在一定程度為后期的施工作業(yè)筑牢了安全防線。

3 礦建工程巷道掘進

3.1 巷內(nèi)支護

3.1.1 基本支護

在礦建工程巷道施工準備階段，設計人員需要以巷道掘進錨桿支護技術(shù)為著手點，制定健全的新支護方案，并從以下幾方面分析巷內(nèi)基本支護情況：其一，明確支護形式。在支護施工中，出于安全和效率的雙重考慮，施工人員必須注意控制圍巖、支護局部結(jié)構(gòu)收斂變形比，確保其符合工程設計標準，同時采取有效手段增加預應力和強力錨桿，避免巷道圍巖出現(xiàn)局部變形。其二，科學選擇材料。圍巖結(jié)構(gòu)變形可能受到多種因素共同作用，一次加固并不能高枕無憂。大量實踐表明，在進行加固后，圍巖依舊可能發(fā)生整體沉降現(xiàn)象，其根本原因在于支護高度不夠、受力不均勻。針對這一現(xiàn)象，施工人員應優(yōu)先選擇柔韌性、延展性良好的支護材料，通過材料在主體錨桿和錨索之間發(fā)揮輔助作用，避免圍巖沉降。其三，確定支護參數(shù)。在巷道施工中，相關(guān)人員可借助數(shù)字模擬技術(shù)對錨索和錨桿支護的參數(shù)進行分析和確定。通常情況下，直徑22 mm、長度2.5 m 左右的樹脂材料錨桿就可完成一次性加長。巷內(nèi)支護示意圖，如圖1 所示。

圖1 巷內(nèi)支護示意圖（單位：mm）

3.1.2 加強支護

加強支護結(jié)構(gòu)是保障校內(nèi)頂層和周邊圍巖穩(wěn)定性的重要舉措。在加強支護過程中，受掘進作業(yè)區(qū)域范圍內(nèi)占地基上壓力以及巷道兩側(cè)填充物強度的影響，正常掘進作業(yè)可能受阻。為攻克這一難題，礦建工程施工人員可以重點加固巷道頂板加強支護，先解決頂層沉降問題，再克服頂板巖層離層現(xiàn)象，使頂板結(jié)構(gòu)保持完整，發(fā)揮良好的支撐作用。除此以外，結(jié)合礦建工程項目的具體要求，設計人員以及施工人員也可以嘗試運用專業(yè)的加強型支護液壓支架，實現(xiàn)推拉自由移動[3-4]。

3.2 巷旁支護

巷旁支護是現(xiàn)階段礦建工程巷道掘進作業(yè)的常見形式，同時也是一類比較具有代表性的錨桿支護技術(shù)。其中，應用最為廣泛的當屬充填式巷道支護，這一支護方式側(cè)重解決因基層屋蓋和巖層旋轉(zhuǎn)下沉而引起的變形問題，同時可以拓寬巷道內(nèi)部空間，穩(wěn)定性和實用性均有所保障。

3.2.1 錨索施工

結(jié)合現(xiàn)階段巷旁支護作業(yè)形式的應用經(jīng)驗來看，只有嚴格遵循施工規(guī)范，合理運用錨索、錨桿等材料，才能使得充填式巷子旁錨索支護技術(shù)效果得到充分彰顯。具體來說，錨索施工中應注意如下要點：首先，為避免因出現(xiàn)松軟飽水、破碎的巖層而引發(fā)坍塌縮孔事故，在錨索施工中不宜使用鉆孔機鉆孔，而可以嘗試運用跟管鉆進技術(shù)，并對巷道巖層的分布情況展開分析，合理控制鉆孔的速度，通過技術(shù)控制避免出現(xiàn)鉆孔扭曲的現(xiàn)象，實現(xiàn)順利下錨。其次，選擇合適的錨具，并通過涂抹黃油，防止鋼絞線腐蝕[5-6]。

3.2.2 錨孔注漿

在將錨索束正確放入并且檢查無誤后，需要及時進行注漿作業(yè)，并且需要使用孔底注漿法對作業(yè)部位進行水泥砂漿灌注，在灌注作業(yè)過程中需要注意將壓力控制在0.6～0.8 MPa 之間，以保證灌注作業(yè)的連續(xù)性，嚴禁在注漿期間中途停止，保證結(jié)構(gòu)內(nèi)部密實飽滿，不存在空氣或縫隙，需要注意的是在完成初次注漿工作后，混凝土在接下來的24 h 內(nèi)會逐漸發(fā)生不同程度的收縮現(xiàn)象，在發(fā)生收縮后應當及時進行補漿。除此之外，注漿作業(yè)所使用的水泥砂漿應當避免長期保存，配完即用，并且在灌注過程中注意攪拌，保證成分均勻。在完成灌注作業(yè)后，為避免相關(guān)設備損壞或堵塞，應當對其進行充分的清理保養(yǎng)。最后，進行錨索張拉的條件是錨孔內(nèi)水泥砂漿強度達到設計強度的80%[7]。

3.2.3 預應力張拉

相關(guān)研究結(jié)果表明，為保證施工項目最終符合施工要求，應采用分級法進行預應力張拉與鎖定，并且在設計張拉完成7～10 d 后還需要依據(jù)施工現(xiàn)場的實際形況開展相應的補償張拉，在完成后進行鎖定。在大多數(shù)工程項目中在錨索完成安裝與張拉后，其受力情況不會產(chǎn)生較大變化，且在距離掘進面21 m 左右時，錨索的受力情況應當保持穩(wěn)定。同時必須要沿著巷道長度5 cm 來確定煤壁的位置，巷道的挖掘與拓寬工作要在前者向下3 cm 的范圍內(nèi)進行，以確保對錨桿的支護作用。

3 結(jié)語

錨桿支護技術(shù)在礦建工程巷道掘進中的應用可以提升向到圍巖的穩(wěn)定性，對施工質(zhì)量控制、進度控制以及成本控制具有重要現(xiàn)實意義。因此，在技術(shù)應用環(huán)節(jié)，相關(guān)部門及人員應遵循技術(shù)原理，把握技術(shù)要點，科學設計錨桿支護技術(shù)應用方案，從而提升工程建設效果。