一种多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法与流程

本发明涉及隧道安全，具体涉及一种多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法。

背景技术：

1、随着国家能源的大量开采，煤炭资源的开采也随之增多，目前多煤层随着煤炭资源持续大量开采，多煤层开采情况日益增多，由此形成的采煤沉陷地范围也将不断扩大。在多煤层重复扰动的情况下，地下采煤层处于动态沉陷状态，受到沉陷影响的持续时间长，受到的间隔时间也有所不同，从而导致沉陷程度的加重，沉陷的范围也随之增大等等。

2、目前对于隧道病害的常用治理方法，普遍分为裂隙注浆和普通锚杆、锚网加固支护等。在多煤层开采时，沉陷区的病害处理单靠小变形的低碳钢吸能有限，最终导致锚杆大变形失稳破坏，而普通的锚网在承受较大变形和压力时易出现突破口，抗冲击能力和吸能较差，当锚杆失去作用时，锚网的支护也不足以维持整体的稳定性。多煤层开采隧道岩质崩塌滑移属于岩体大变形灾害，且在成灾过程中，释放的能量较大，常规的锚杆属于小变形材料，在支护过程中吸收能量较小，最终会因为锚杆大变形发生断裂而支护失效。因此，一味地加强支护是不可行的，需要提出新的沉陷区病害的处理办法和施工工艺。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提出一种多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法，当隧道病害发生后，拆除衬砌再利用长短npr锚索进行支护，以往的工程办法采用注浆支护，而当岩体发生大变形并释放能量时，npr锚杆也会发生大变形，但会维持高的恒阻力并吸收大量的能量，这时再架设钢拱架并喷射混凝土来控制松散的碎石，后续再采用巨型npr锚索来支护，形成预应力桩，用来抵抗开采沉陷的岩层滑动的不平衡力，增加衬砌的抗变形能力。对于大体积的岩质崩塌，该处理隧道病害的流程与方法可以有效控制并延长崩塌时间。

2、一种多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法，包括：

3、1)使用长npr锚索和短npr锚索结合方式加固围岩形成预应力承载拱，调动深部岩体强度促使衬砌结构与周围岩体形成联合体，增加围岩抗变形能力以抵抗开采沉陷的不平衡力；

4、2)使用巨型npr锚索形成npr锚索钢筋预应力桩，以抵抗开采沉陷的岩层滑动的不平衡力，增加衬砌的抗变形能力。

5、进一步的，以长npr锚索、短npr锚索、喷射混凝土和钢拱架形成预应力承载拱，长npr锚索的长度为隧道开挖断面的直径，短npr锚索的长度为隧道开挖断面的半径。

6、进一步的，长npr锚索和短npr锚索的间距为1m～1.2m，排距为0.6m～1.2m。

7、进一步的，以npr巨型锚索、喷射混凝土和钢拱架完成二次衬砌，巨型npr锚索穿过开采移动边界，锚固在稳定岩层上，间距为20m，巨型npr锚索长度不超过100m。

8、进一步的，巨型npr锚索砂浆锚固且混凝土凝固后施加预应力，预应力完成后二次注浆，凝固后二次张拉，形成npr锚索钢筋预应力桩，一次锚固长度20m，各锚索间距为20m。

9、本发明所取得的有益技术效果：

10、本发明提供的多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法施工简便且使用效果好，在病害处拆除开裂衬砌、后喷射混凝土对隧道的拱体上方施加梅花形布置的长短npr锚索进行支护处理，npr长短锚索目的在于加固围岩，形成预应力承载拱，调动深部岩体强度，促使衬砌结构与周围岩体形成联合体，增加围岩抗变形能力，抵抗开采沉陷的不平衡力。采用巨型npr锚索砂浆锚固形成npr锚索钢筋预应力桩，用来抵抗开采沉陷的岩层滑动的不平衡力，增加衬砌的抗变形能力。将npr长短锚索和高预应力巨型锚索两者作为一个整体，采用系统性思维进行隧道施工。

技术特征：

1.一种多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法，其特征在于，以长npr锚索、短npr锚索、喷射混凝土和钢拱架形成预应力承载拱，长npr锚索的长度为隧道开挖断面的直径，短npr锚索的长度为隧道开挖断面的半径。

3.根据权利要求1或2所述的多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法，其特征在于，长npr锚索和短npr锚索的间距为1m～1.2m，排距为0.6m～1.2m。

4.根据权利要求3所述的多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法，其特征在于，以npr巨型锚索、喷射混凝土和钢拱架完成二次衬砌，巨型npr锚索穿过开采移动边界，锚固在稳定岩层上，间距为20m，巨型npr锚索长度不超过100m。

5.根据权利要求4所述的多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法，其特征在于，巨型npr锚索砂浆锚固且混凝土凝固后施加预应力，预应力完成后二次注浆，凝固后二次张拉，形成npr锚索钢筋预应力桩，一次锚固长度20m，各锚索间距为20m。

技术总结
本发明涉及一种多煤层开采沉陷区隧道病害处治方法，当隧道病害发生后，拆除衬砌再利用长短NPR锚索进行支护，以往的工程办法采用注浆支护，而当岩体发生大变形并释放能量时，NPR锚杆也会发生大变形，但会维持高的恒阻力并吸收大量的能量，这时再架设钢拱架并喷射混凝土来控制松散的碎石，后续再采用巨型NPR锚索来支护，形成预应力桩，用来抵抗开采沉陷的岩层滑动的不平衡力，增加衬砌的抗变形能力。对于大体积的岩质崩塌，该处理隧道病害的流程与方法可以有效控制并延长崩塌时间。

技术研发人员：王丰年,李泽玮,赵春吉,师永翔,任宏玉,冯丽丽,周祥文,刘海明,李志军,付国茂,余永康,李松波
受保护的技术使用者：山西交通控股集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16