一种用于深部巷道围岩加固施工方法

本发明属于隧道工程支护，具体涉及一种用于深部巷道围岩加固施工方法。

背景技术：

1、能源资源包括煤炭、金属等矿产一直是世界经济发展的支柱。但是随着对能源需求量的急剧增加和开采强度的不断加大，浅部能源资源已日益减少，国内外矿山相继进入了深部开采状态，千米级深部资源开采已成为常态。

2、随着矿井开采深度的不断增加，深部巷道围岩的应力状态的变化也随之逐渐复杂。由于深部围岩内赋存的高地应力与围岩体低强度间的突出矛盾，巷道开挖造成的集中应力将导致大范围的用岩体进入峰后破裂状态，且伴随着围岩的非线性大变形，因此会导致由围岩体破坏后引起的深部巷道的大变形。

3、而峰后破裂围岩碎胀扩容变形是造成围岩大变形与失稳破坏的主因。深部巷道围岩多为破裂岩石或碎裂块体，一般采用支护结构用于限制破裂围岩的碎胀变形，防止巷道大变形破坏。因此深部巷道的掘进、支护与高应力作用下产生的变形破坏均会导致深部巷道维护费用的急剧增加、矿井生产系统运行不畅、以及出现安全隐患大等突出问题，对深地矿产资源的安全高效开采产生了巨大威胁，因此深部高应力软岩巷道稳定控制难题已成为国内外研究的热点。

4、对此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术中深部高应力软岩巷道的结构难以稳定控制的问题，对此，本申请涉及一种用于深部巷道围岩加固施工方法，特别是用于破碎软岩巷道的双隔双控支护技术联合多维度注浆的施工方法，采用该施工方法可以最大程度的控制巷道围岩变形，减少后续的巷道维护，能够保证巷道在使用期间不会发生大变形破碎，降低巷道返修率，提高巷道使用率。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于深部巷道围岩加固施工方法，其改进之处在于，方法包括：

4、步骤s1，对巷道围岩进行支护，搭建支护结构；

5、步骤s2，在支护结构的基础上，搭建巷道围岩的衬砌结构；

6、步骤s3，在衬砌结构上搭设钢桁架；钢桁架包括沿巷道围岩轴向排列的钢拱架；钢拱架包括搭接的第一弧形工字钢、第二弧形工字钢以及第三弧形工字钢；

7、步骤s4，在巷道围岩的四周设置窥视孔，并对巷道围岩的径向深度进行分区：巷道围岩的径向深度在0-2.5m米为破碎区；巷道围岩的径向深度在2.5-6m为裂隙区；巷道围岩的径向深度超过6m为完整区；

8、步骤s5，施工注浆孔；

9、步骤s6，对巷道围岩进行注浆；包括以下步骤：

10、步骤s6-1，对破碎区进行盖板注浆；

11、步骤s6-2，对裂隙区进行劈裂注浆；

12、步骤s6-3，对完整区采用注浆锚索注浆。

13、优选的，步骤s1搭建支护结构包括：

14、步骤s1-1，铺设钢筋网，沿巷道围岩铺设，与巷道围岩相贴；

15、步骤s1-2，设置w形钢带，将w形钢带均匀设置在钢筋网上；

16、步骤s1-3，设置托盘，将托盘设置在w形钢带上；

17、步骤s1-4，测试松动圈；并根据松动圈范围确定npr锚索的长度；

18、步骤s1-5，安装npr锚索；对围岩表面进行喷浆硬化处理，将npr锚索同时穿过托盘、w形钢带以及钢筋网并固定在巷道围岩内。

19、优选的，步骤s2，搭建巷道围岩的衬砌结构，包括：

20、步骤s2-1，延巷道围岩的表面搭设钢筋；

21、步骤s2-2，在钢筋上浇筑混凝土，构成衬砌结构。

22、优选的，步骤s3包括：

23、步骤s3-1，巷道围岩的底部反底供桁架施工，安装第一弧形工字钢；

24、步骤s3-2中部桁架施工，将第二弧形工字钢与第一弧形工字钢进行搭接；

25、步骤s3-3顶部桁架施工，将第三弧形工字钢与第二弧形工字钢进行搭接；钢桁架搭接处采用三重卡缆连接；

26、步骤s3-4，采用t型梁或者连杆连接轴向排列的钢拱架构成第一单层钢桁架；

27、步骤s3-5，在第一单层钢桁架的内径上设置径向连接的工字钢；

28、步骤s3-6，在工字钢上设置第二单层钢桁架；第二单层钢桁架与第一单层钢桁架同心设置；第二单层钢桁架的径向截面面积比第一单层钢桁架的径向截面面积小。

29、优选的，在步骤s4中设置窥视孔包括：

30、步骤s4-1，使用锚杆钻机进行钻孔或使用专用的切缝钻机进行钻孔；

31、步骤s4-2，采用窥视仪进行窥孔；

32、依据孔内裂隙发育情况，通过窥视仪窥视结果生成三维柱状图，根据柱状图的裂隙发育情况进行区分。

33、优选的，步骤s5包括：

34、步骤s5-1，施工深孔；

35、步骤s5-2，安装并组合深孔注浆管；

36、步骤s5-3，设置浅孔，并连通深孔与浅孔：沿深孔开口处的注浆管和孔壁之间的间隙再施工浅孔并安装浅孔锚注管，连通深孔与浅孔。

37、优选的，步骤s6包括：

38、步骤s6-1包括：

39、步骤s6-1-1，清理施工区域，将巷道围岩内的松散块体去除；

40、步骤s6-1-2，在巷道围岩的表面通过浅孔注入马丽散，浅孔深度为0.5-1.5m，间距为1m，待马丽散从巷道围岩的裂缝中溢出时停止注马丽散；

41、步骤s6-1-3，浅部注浆：在巷道围岩的表面进行喷浆处理，待表面的喷浆硬化后，再通过浅孔进行2-3.5m的浅部注浆；

42、步骤s6-1-4，直至深孔的注浆管返水或返浆时停止浅孔注浆，并对浅孔的注浆管外露口进行封堵。

43、优选的，步骤s6-2包括：采用泵站的高压将浆液注入隧道围岩深部6-10m区域，注浆终压不低于4mpa，从低压开始逐渐上调。

44、优选的，步骤s6还包括：调整注浆的注浆压力，以及调整注浆所用浆液的粘稠度。

45、有益效果：

46、1、由npr锚索和钢桁架进行联合支护，巷道在短时间内不会产生较大的变形。

47、2、采用多维度注浆加固技术，能够从根本上控制巷道围岩强度，增加巷道围岩的整体性，从根本上控制了巷道围岩变形。

48、3、减少了巷道返修率，降本增效。

49、4、施工工艺简单，能够有效降低巷道返修率，增加巷道稳定性。

技术特征：

1.一种用于深部巷道围岩加固施工方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的用于深部巷道围岩加固施工方法，其特征在于，所述步骤s1搭建支护结构包括：

3.如权利要求1所述的用于深部巷道围岩加固施工方法，其特征在于，步骤s2，所述搭建巷道围岩的衬砌结构，包括：

4.如权利要求1所述的用于深部巷道围岩加固施工方法，其特征在于，所述步骤s3包括：

5.如权利要求1所述的用于深部巷道围岩加固施工方法，其特征在于，在所述步骤s4中设置窥视孔包括：

6.如权利要求1所述的用于深部巷道围岩加固施工方法，其特征在于，步骤s5包括：

7.如权利要求6所述的用于深部巷道围岩加固施工方法，其特征在于，步骤s6包括：

8.如权利要求7所述的用于深部巷道围岩加固施工方法，其特征在于，所述步骤s6-2包括：采用泵站的高压将浆液注入隧道围岩深部6-10m区域，注浆终压不低于4mpa，从低压开始逐渐上调。

9.如权利要求1所述的用于深部巷道围岩加固施工方法，其特征在于，步骤s6还包括：调整所述注浆的注浆压力，以及调整注浆所用浆液的粘稠度。

技术总结
本发明属于隧道工程支护技术领域，提供一种用于深部巷道围岩加固施工方法，其改进之处在于，施工方法包括：步骤S1，对巷道围岩搭建支护结构；步骤S2，搭建巷道围岩的衬砌结构；步骤S3，搭设钢桁架；步骤S4，对巷道围岩的径向深度进行分区：破碎区、裂隙区和完整区；步骤S5，施工注浆孔；步骤S6，对巷道围岩进行注浆：对破碎区进行盖板注浆；对裂隙区进行劈裂注浆；对完整区采用注浆锚索注浆。本申请涉及一种用于深部巷道围岩加固施工方法，可以最大程度的控制巷道围岩变形，减少后续的巷道维护，能够保证巷道在使用期间不会发生大变形破碎，降低巷道返修率，提高巷道使用率。

技术研发人员：高敬威,郭志飚,尤静霖,李宇辉,李伟涛
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19