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摘要:硐室是矿建工程的重要组成,有着专门的作用与功能,与一般巷道相比,具有断面大、长度短、结构复杂、服务年限长等特点,尤其是变电所、水泵房、绞车硐室等特殊硐室,整体施工难度较大,经常遇到软岩地质,不具备较强的稳定性,存在一定的安全隐患,所以必须对软岩结构进行支护。文章指出了软岩支护技术常用类别,详细探讨了技术要点,并结合工程实例,对其在矿建工程特殊硐室中的应用进行了分析,旨在提供工程指导和借鉴。
关键词:矿建工程;特殊硐室;软岩支护技术;技术要点
软岩地质是矿建工程中特殊硐室经常遇到的一种情况,围岩稳定性较差,难以起到有力的支撑作用,不利于硐室施工的安全开展,对此,需要采用软岩支护技术,来增强围岩稳定性。但是,在实际施工过程中,由于缺乏对硐室软岩的深刻认识、所选支护方式不合理、断面选择不合理等原因,导致软岩支护设计无法满足工程实际要求,难以实现预期支护效果。如何实现软岩支护技术的科学、有效应用,确保矿建工程施工质量及安全,是特殊硐室修建和使用时必须重视并考虑的问题。
1.软岩支护技术分类
软岩地质稳定性较差,会对施工的安全进行造成较大威胁,所以必须采取人工支护手段,确保围岩结构的稳定性及可靠性。根据软岩支护方式的不同,可以将其分为支架支护、砌体支护和锚喷支护等几种。首先,采用支架支护方式时,需要将拉杆和背板设置在支架间,方环形、圆形、梯形、椭圆形等,都是比较常见的支护形式,也可以通过壁后充填的方式进行支护。其次,采用砌体支护时,所用到的材料主要有砖、料石、混凝土等,这种支护形式较为成熟,在工程施工中应用较为广泛[1]。另外,采用锚喷支护方式时,可根据实际情况,从金属、钢丝绳、有机玻璃等几种常见锚杆材料中,选择最为合适的一种,具有贴合性强、适应性强、施工便捷等优点,发展前景良好。在矿建工程特殊硐室中应用软岩支护技术时,应结合工程具体情况,制定科学、可行的支护方案,多种支护技术配合使用,进而才能达到理想的支护效果。
2.矿建工程中特殊硐室的软岩支护技术要点
对于矿建工程中特殊硐室来讲,为保证施工的顺利、安全进行,便需要将软岩支护技术有效应用其中,提高软岩结构的稳定性与可靠性。
2.1临时支护
在修建特殊硐室时,通常会先采取临时支护手段,其中锚网支护是最为常见的一种形式。施工过程中,应根据支护需要及软岩结构特性,确定锚杆孔的最佳位置,然后通过风钻作业进行打孔操作,并将锚杆楔入其中。一般情况下,锚杆网形状为矩形,为充分发挥其支撑作用,应紧贴软岩面,两者之间不可留下缝隙。在井筒、管子道等部位,采取临时支护手段时,通常会用到锚杆、不锈钢网等材料,以增强软岩结构的稳定性及荷载能力。实际操作时,应结合特殊硐室具体情况,适当调整锚网规格,并使锚杆均匀分布,同时还要进行科学、准确的进行搭接,确保能够对整个软岩结构起到良好的支撑作用[2]。
2.2永久支护
为实现理想的支护效果,在对特殊硐室软岩结构进行临时支护处理后,还需要制定永久支护方案。对于井筒部分,最为常用的一种永久支护方式为混凝土砌体支护,混凝土材料强度较高、硬度较大,非常适合用作永久支护。为保证支护效果,应加强混凝土质量的管理,根据混凝土强度要求,科学选择各种原材料,并确定最佳配制比例,同时还要考虑温度、湿度等各种环境因素,以较高质量完成混凝土浇筑,保证砌体支护作用的良好。在对巷道部分进行支护处理时,重点考虑二次支护,根据支护需求及软岩结构特性,选择最为合适的变形力学类型,使复合型软岩能够转化为局部结构单一型软岩,并加强对底板支护的控制。
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2.3二次支护
特殊硐室的软岩支护,除了临时支护和永久支护外,还需要寻找合适的机会,进行二次支护处理。施工过程中应时刻观察,当发现锚喷支护巷道出现鳞状或片状剥落时,应及时采取二次支护方案。实际操作时,可将多种支护形式配合使用,以增强支护结构的支撑力,以此来控制应力释放趋势和软岩持续膨胀,提高软岩结构的稳定性及安全性。在选择锚杆时,主要以强度较高的半程锚固锚杆和全程锚固锚杆为主,可以适当增加自承圈厚度;加固锚索时,应通过延长锚固长度,使其能够进入到岩体更深位置,增强支护结构的支撑力;当用到混凝土砌体支护形式时,为避免软岩结构内部出现变形现象,需对两边进行收帮控制处理;对于底板支护处理来讲,需要设置锚索,并采用桥式框架结构[3]。
3.软岩支护技术在矿建工程特殊硐室中的实践应用
以某矿建工程为例,对特殊硐室中软岩支护技术的应用进行分析,现将实践过程整理如下:
3.1工程概况
以变电所硐室和泵房硐室为例,探讨软岩支护技术的具体应用。其中变电所硐室的长宽高分别为34m、6.5m和4m,泵房硐室的长宽高分别为40m、7.6m和6m。在硐室修建过程中,发现软岩底板存在鼓起问题,针对这种现象,在选择断面时考虑采用马蹄形断面,并采用桥式框架结构,以此来增强软岩结构的稳定性。
3.2施工操作
此次施工采用联合联合支护方法,通过对较脆弱的地方进行重点支护,并对现有的锚杆、锚索进行加长加固,然后再结合钢筋混凝土砌体支护方式,实现了支护技术的综合使用。在对底板部分进行支护处理时,需要进行单独考虑,所用支护方式为封闭状态下的三心拱双层钢筋混凝土支护技术,在其中填充满石料,然后再结合锚索,以此来确保底板的稳定性,其中锚索分布方向为竖直方向[4]。在对泵房进行支护处理时,除了用到混凝土砌体支护形式外,还应用了桥式框架结构,原有底板下降2m,然后使用混凝土材料,在其上方浇筑一层新底板,厚度为50cm,再用混凝土进行封填。
3.3质量控制
为确保软岩支护效果,需加强施工控制。首先,对于锚喷支护方式来讲,应保证锚杆孔深度及间隔的合理性,深度偏差不能超过5cm,间隔偏差不能超过10cm,锚杆外漏长度不能超过5cm。选用锚杆及锚固剂时,应要求供应商提供产品合格证明,并且确保锚固剂没有过期,安装锚杆时需紧贴软岩面。其次,对于混凝土砌体支护方式来讲,混凝土强度不得小于设计值的85%,立井井壁厚度及硐室壁厚度,最小设计值一般为5cm,两者接茬平整度不得超过3cm和1.5cm,且混凝土表面不得出现裂缝、漏筋、孔洞、蜂窝等质量问题。
3.4应用效果
结合矿建工程特殊硐室实际情况及使用要求,主要是针对硐室的关键部位及脆弱部位进行支护处理,结果表明,可对软岩结构起到良好的加强和支撑作用,二次支护后,硐室软岩结构几乎没有再出现变形现象,安全性及可靠性大大提高。
结束语:
在矿建工程施工作业过程中,修建特殊硐室时经常遇到软岩地质情况,要想确保特殊硐室能够安全、长期使用,充分发挥其在矿建工程工程中的作用,便需要对软岩结构的可塑性、膨胀性、流变性等特性进行综合考虑,采取科学、有效的支护方案,转化软岩低压,以此来提高软岩结构的稳定性及可靠性。实际施工过程中,除了采取临时支护和永久支护方式之外,还应适时进行二次支护,加强对支护质量的控制,以达到预期支护效果,保障特殊硐室的安全性及可靠性。
参考文献
[1]张建明.矿建工程中特殊硐室的软岩二次支护技术分析[J].山东煤炭科技,2014,(11):15-16.
[2]杨超.矿建工程中特殊硐室的软岩支护技术[J].商品与质量,2016,(35):287-287.
[3]曹学林.矿建工程中特殊硐室的软岩支护技术[J].机械管理开发,2015,(9):107-108.
[4]万海鑫.特殊硐室软岩支护技术在矿建工程中的应用[J].中国高新技术企业,2014,(24):122-123.
论文作者:周杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/31
标签:建工论文; 结构论文; 技术论文; 混凝土论文; 锚杆论文; 底板论文; 方式论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;