一种地下工程极破碎围岩分步注浆加固方法与流程

本发明涉及地下工程中安全技术领域，尤其涉及一种地下工程极破碎围岩分步注浆加固方法。

背景技术：

随着地下空间的不断开发和利用，地下工程面临着地应力大和围岩破碎的问题，尤其地下工程穿过断层、老空区等复杂地质条件的围岩，极破碎的围岩对地下工程的稳定性产生重要危害。

目前常用的极破碎围岩加固方法是锚杆(索)和注浆加固，存在以下缺陷：传统的注浆存在水泥浆液凝固时间长、早期强度低、浆液容易离析和沉淀以及注入凝固后存在空隙的问题，无法对极破碎围岩进行有效加固；由于极破碎围岩的完整性和稳定性差，施打锚杆(索)孔时出现卡钻现象，锚杆(索)无法对极破碎围岩进行加固；采用锚杆(索)支护时，由于锚固剂与极破碎围岩粘聚力过小，锚固力无法保证，锚杆(索)的力学性能无法得到充分发挥；极破碎围岩裂隙发育，采用常规注浆加固，水泥浆液注入围岩后容易产生漏浆现象，无法对极破碎围岩进行有效加固。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种加固快速有效、稳固性好的地下工程极破碎围岩分步注浆加固方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的地下工程极破碎围岩分步注浆加固方法，其包括以下步骤：

s1、对浅部极破碎围岩进行注浆加固；

s2、通过中部注浆锚索对中部极破碎围岩进行注浆加固；

s3、对所述中部注浆锚索进行拉拔试验，判断拉拔力是否达到设定范围，若是，则执行步骤s4，若否，则执行步骤s5；

s4、对深部极破碎围岩进行注浆加固；

s5、调整所述中部注浆锚索支护参数。

进一步地，所述步骤s1具体包括：在浅部极破碎围岩施打中空的注浆锚杆，将化学浆液经注浆锚杆注入到浅部极破碎围岩中进行加固。

进一步地，所述化学浆液包括水玻璃和马丽散的混合液。

进一步地，所述步骤s2具体包括：在中部极破碎围岩施打中部注浆锚索，通过中部注浆锚索将水泥浆液注入中部极破碎围岩中进行加固。

进一步地，所述步骤s4具体包括：

在所述深部极破碎围岩上施打深部注浆锚索，将所述深部注浆锚索端部利用锚固剂进行锚固；

对所述深部注浆锚索施加预应力；

灌注水泥浆液对深部围岩进行注浆加固。

进一步地，所述水泥浆液中添加有早强剂和微膨胀剂。

本发明的有益效果在于：对地下工程中的极破碎围岩进行快速、有效加固；使浅部极破碎围岩快速凝结成整体，提高围岩整体性，有效解决了围岩塌孔和卡钻现象；使中部和深部极破碎围岩增强自身承载能力，提高了围岩初期支护强度，改善了极破碎围岩力学性能并控制其变形与破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的地下工程极破碎围岩分步注浆加固方法流程图；

图2是本发明的浅部极破碎围岩进行注浆加固的状态图；

图3是本发明的中部极破碎围岩进行注浆加固的状态图；

图4是本发明的深部极破碎围岩进行注浆加固的状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-4所示，本发明的地下工程极破碎围岩分步注浆加固方法，其包括以下步骤：

s1、对浅部极破碎围岩1进行注浆加固；

s2、通过中部注浆锚索4对中部极破碎围岩2进行注浆加固；

s3、对中部注浆锚索4进行拉拔试验，判断拉拔力是否达到设定范围，若是，则执行步骤s4，若否，则执行步骤s5；

s4、对深部极破碎围岩3进行注浆加固；

s5、调整中部注浆锚索4支护参数。本发明的支护参数包括增加中部注浆锚索4的直径、长度等。

本发明的步骤s1具体包括：在浅部极破碎围岩1施打中空的注浆锚杆5，将化学浆液经注浆锚杆5注入到浅部极破碎围岩1中进行加固。本发明中，化学浆液包括水玻璃和马丽散的混合液，在本发明的其他实施例中，化学浆液也可以为其他混合液。通过化学浆液的快速凝固作用，可以将极破碎前部围岩1凝固成一个整体，增强围岩完整性，能够有效解决塌孔和卡钻的现象，并防止后续水泥浆液注入中部、深部极破碎围岩时出现漏浆和淌浆的问题。

本发明的步骤s2具体包括：在中部极破碎围岩2施打中部注浆锚索4，通过中部注浆锚索4将水泥浆液注入中部极破碎围岩2中进行加固，这样可以使浅部极破碎围岩、中部极破碎围岩凝固成一个整体，从而进一步增强围岩的完整性。

以及步骤s4具体包括：

在深部极破碎围岩3上施打深部注浆锚索6，将深部注浆锚索6端部利用锚固剂7进行锚固；对深部注浆锚索6施加预应力；灌注水泥浆液对深部围岩进行注浆加固。这样可以使浅部极破碎围岩1、中部极破碎围岩2和深部极破碎围岩3形成一个整体，从而实现注浆锚杆(索)对极破碎围岩的主动支护，同时，浅部极破碎围岩1的荷载也可以通过注浆锚杆(索)传递到深部极破碎围岩3，使深部极破碎围岩3的自稳能力得到充分发挥。

本发明的水泥浆液中还添加了早强剂和微膨胀剂，这样可以使水泥浆液在较短时间内具有较高强度，并在凝固后体积发生膨胀填满极破碎围岩的空隙，其能解决了水泥反应时间过长和体积收缩的问题。

综上所述，本发明能对地下工程中的极破碎围岩进行快速、有效加固；使浅部极破碎围岩快速凝结成整体，提高围岩整体性，有效解决了围岩塌孔和卡钻现象；使中部和深部极破碎围岩增强自身承载能力，提高了围岩初期支护强度，改善了极破碎围岩力学性能并控制其变形与破坏。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种地下工程极破碎围岩分步注浆加固方法，其包括以下步骤：S1、对浅部极破碎围岩进行注浆加固；S2、通过中部注浆锚索对中部极破碎围岩进行注浆加固；S3、对所述中部注浆锚索进行拉拔试验，判断拉拔力是否达到设定范围，若是，则执行步骤S4，若否，则执行步骤S5；S4、对深部极破碎围岩进行注浆加固；S5、调整所述中部注浆锚索支护参数。本发明能对地下工程中的极破碎围岩进行快速、有效加固；使浅部极破碎围岩快速凝结成整体，提高围岩整体性，有效解决了围岩塌孔和卡钻现象；使中部和深部极破碎围岩增强自身承载能力，提高了围岩初期支护强度，改善了极破碎围岩力学性能并控制其变形与破坏。

技术研发人员：葛茂新;辛恒奇;王维;张殿振;王琦;江贝;褚恒滨;刘博宏;颜磊;郑兴博;吕长刚;王新稳;蒋振华;常滨;王涛;于静波;郑晨;韩玉忠;高红科;曾昭楠
受保护的技术使用者：新汶矿业集团有限责任公司孙村煤矿;新汶矿业集团有限责任公司;山东大学
技术研发日：2019.03.23
技术公布日：2019.07.16