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[摘 要]在含水破碎带的施工建设中，围岩经常受到爆破和振动的影响，稳定性较差，严重时甚至会出现涌水的现象，不僅给施工带来了极大的困难，也威胁着施工人员的安全。本文首先对管棚和U型钢支架支护进行概述，并对U型钢支架支护流程以及内容形式进行深入的分析，最后，提出了管棚联合U型钢支架超前支护在含水破碎带中的应用。
[关键词]管棚；U型钢支架；超前支护
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0340-01
现阶段的巷道施工中，由于受到多种不利因素的影响，尤其是含有含水破碎带，往往会给施工带来诸多的困难，不仅影响施工的进度，也给施工人员的安全带来威胁。管棚联合U型钢支架超前支护能够有效避免巷道施工中含水破碎带的的不利因素，具有较强的稳定性和可行性，逐渐在巷道含水破碎带施工中广泛的应用。
一、管棚和U型钢支架支护概述
（一）管棚
管棚主要用于对围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的工程当中，该工程一般为软弱破碎围岩隧道，例如砂砾地层、岩堆、破碎带地段等。管棚一般沿地下工程断面的一部分或全部，以一定的间距进行环向布设，从而形成钢管棚户，管棚能够有效抑制周围岩石松动和垮塌，加固管棚周围岩，降低反向拉伸波造成的围岩破坏程度和扰动范围，确保施工安全。
（二）U型钢支架
U型钢支架是一种被动支护，抗拉强度、抗压强度均较高，其韧性性能较好，支撑力较高，支护的强度也较大，可以多次使用，被广泛的应用在矿山巷道的工程当中，尤其是在深部复杂的巷道或者松软的煤层巷道中。U型钢支架最佳的受力状态是壁后充填密实后，使其均匀受压，当作用在U型钢支架上的围岩压力值达到一定的值时，支架就会产生压缩，保证围岩作用于U型钢支架上的压力下降，从而避免围岩压力大于U型钢支架的承载力而使支架遭到破坏。U型钢支架较其他刚性支架来说，具有稳定性和可缩性，具有较强的承载能力，对断面的利用率较高，支架支回方便，维修量较小，具有较高的环保效益。
二、U型钢支架支护流程和分析
（一）U型钢支架支护施工流程
U型钢支架施工流程为首先进行放中和腰线，其次进行挖柱窝、立棚腿，随后进行上棚梁，最后，对其进行加固和背板。在棚距设计方面，棚距的距离一般为1米，并根据中线和棚距设计出相应的柱窝位置，柱底部要预埋槽钢和钢板，之后，在柱腿上表标明腰线所在位置，立柱放在柱窝中，保证柱上的腰线和帮上的腰线处在同一个位置上，然后用拉条将立柱固定，避免立柱出现倾斜。检查支架的垂直度和倾斜度后，如果支架的垂直度和倾斜度超过误差范围，则需要对其进行及时的调整，根据顶梁垂线和柱脚连线的水平间距距离，有效确定支架是否为垂直，并以此纠正支架倾斜度，进行科学合理的调整。另外，需要注意的是，棚子与棚子之间应用槽钢或螺旋夹板拉紧，增强支架的强度，且不允许乱拆支架背板，拉杆和撑柱。
（二）U型钢支架支护分析
U型钢支架支护所形成的支护形式较为稳定，且十分耐用，能够为后期的巷道维护奠定一个良好的基础，避免控制巷道时出现各种问题，且U型钢支架支护能够对断面有较强的适应性，不会因为巷道围岩的破碎而导致巷道断面的形状、规格等出现变化，有利于更好的进行井下工作。另外，U型钢支架支护对围岩能够更好的进行控制，其适应性相对较强，有利于更好的设计和施工，降低施工的成本，最终实现工程建设的经济效益。
（三）U型钢支架超前支护
超前支护能够有效保证隧道工程在开挖工作过程中能够稳定和安全，是一种辅助措施，主要形式有超前锚杆或小钢管、超前管棚和注浆加固围岩和堵截水，超前锚杆或超前小钢管的一般长度为3-5米，主要用于对围岩进行加固，搭配钢架共同用于施工当中，超前管棚主要适用于特殊地段，并搭配钢架使用，其管节的长度根据工程的具体情况确定，一般来说，短管棚的超前支护使用小于10米的小钢管，长管棚的超前支护使用10-45米的粗钢管，钢插板的超前支护使用小于10米的钢插板。注浆加固围岩和堵截水分为两种情况，一种是超前小导管注浆，另一种是，超前深孔围岩注浆。超前小导管注浆是沿着开挖外轮廓线向前以一定角度打入管壁并带有小孔的导管，且以一定压力向管内压注入可以胶结的浆液，待浆液硬化后，围岩就达到了加固的效果，超前深孔围岩注浆的最终目的是加固地层、封堵水源，主要适用于特殊且施工困难的地段，依靠浆液的压力，将破碎的围岩或黏土层压裂后用浆液进行填充、加固，并通过压密作用达到加固和堵水的作用。
三、管棚联合U型钢支架超前支护在含水破碎带中的应用
含水破碎带往往会给施工带来诸多安全方面的，在进行巷道施工过程中，无法按照正常的施工方式施工，这就使得管棚联合U型钢支架超前支护被广泛的应用在含水破碎带施工当中。由于巷道工程在打眼过程中，经常会出现岩石破碎，并且在岩石破碎的过程中会出现涌水现象，一旦出现涌水时，必须要立即停止施工作业，然后进行U型钢管支架的支护。
钢支架与围岩之间用φ30圆钢管进行固定，之后使用U型钢支架，在U型钢支架上部进行打眼，安装钢管，钢管之间的间距应维持在20厘米以下，外漏的长度应小于1米，钢管深入岩石的深度要在2米以上，在钢管安装结束后，使用φ14钢筋将钢管和U型钢支架进行焊接，保证其牢固和稳定性，从而形成管棚。随后，通过短掘短支的方式，保证每一个炮眼的深度小于1米，在放炮结束后仍然有1米的管棚深入到围岩当中，且联合U型钢支架共同支撑破碎围岩，在处理浮石和碎渣后，立即进行钢支架的支护，完成钢支架的支护后，继续进行管棚的施工，依次类推。
【总结】：通过管棚联合U型钢支架超前支护在含水破碎带中进行应用，有效的解决了在深部开拓以及施工环境温度过高的弊端，为施工作业创造了一个相对较好的条件，避免了含税破碎带存在的缺点和问题，在含水破碎带施工巷道中应广泛使用。
参考文献
[1] 赵乐刚.密排管棚支护在富水石英岩破碎带中的应用[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2014，1：30-32.
[2] 颜承杰.浅谈巷修中锚网索加U型钢棚喷碹联合支护在软岩破碎带中的应用[J].中国科技博览，2014，11：342-343.
[3] 徐全伏.煤体注浆与超前管棚联合支护技术在石门揭煤过程中的应用[J].中国科技博览，2015，28：240-241.
[关键词]管棚；U型钢支架；超前支护
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0340-01
现阶段的巷道施工中，由于受到多种不利因素的影响，尤其是含有含水破碎带，往往会给施工带来诸多的困难，不仅影响施工的进度，也给施工人员的安全带来威胁。管棚联合U型钢支架超前支护能够有效避免巷道施工中含水破碎带的的不利因素，具有较强的稳定性和可行性，逐渐在巷道含水破碎带施工中广泛的应用。
一、管棚和U型钢支架支护概述
（一）管棚
管棚主要用于对围岩变形及地表下沉有较严格限制要求的工程当中，该工程一般为软弱破碎围岩隧道，例如砂砾地层、岩堆、破碎带地段等。管棚一般沿地下工程断面的一部分或全部，以一定的间距进行环向布设，从而形成钢管棚户，管棚能够有效抑制周围岩石松动和垮塌，加固管棚周围岩，降低反向拉伸波造成的围岩破坏程度和扰动范围，确保施工安全。
（二）U型钢支架
U型钢支架是一种被动支护，抗拉强度、抗压强度均较高，其韧性性能较好，支撑力较高，支护的强度也较大，可以多次使用，被广泛的应用在矿山巷道的工程当中，尤其是在深部复杂的巷道或者松软的煤层巷道中。U型钢支架最佳的受力状态是壁后充填密实后，使其均匀受压，当作用在U型钢支架上的围岩压力值达到一定的值时，支架就会产生压缩，保证围岩作用于U型钢支架上的压力下降，从而避免围岩压力大于U型钢支架的承载力而使支架遭到破坏。U型钢支架较其他刚性支架来说，具有稳定性和可缩性，具有较强的承载能力，对断面的利用率较高，支架支回方便，维修量较小，具有较高的环保效益。
二、U型钢支架支护流程和分析
（一）U型钢支架支护施工流程
U型钢支架施工流程为首先进行放中和腰线，其次进行挖柱窝、立棚腿，随后进行上棚梁，最后，对其进行加固和背板。在棚距设计方面，棚距的距离一般为1米，并根据中线和棚距设计出相应的柱窝位置，柱底部要预埋槽钢和钢板，之后，在柱腿上表标明腰线所在位置，立柱放在柱窝中，保证柱上的腰线和帮上的腰线处在同一个位置上，然后用拉条将立柱固定，避免立柱出现倾斜。检查支架的垂直度和倾斜度后，如果支架的垂直度和倾斜度超过误差范围，则需要对其进行及时的调整，根据顶梁垂线和柱脚连线的水平间距距离，有效确定支架是否为垂直，并以此纠正支架倾斜度，进行科学合理的调整。另外，需要注意的是，棚子与棚子之间应用槽钢或螺旋夹板拉紧，增强支架的强度，且不允许乱拆支架背板，拉杆和撑柱。
（二）U型钢支架支护分析
U型钢支架支护所形成的支护形式较为稳定，且十分耐用，能够为后期的巷道维护奠定一个良好的基础，避免控制巷道时出现各种问题，且U型钢支架支护能够对断面有较强的适应性，不会因为巷道围岩的破碎而导致巷道断面的形状、规格等出现变化，有利于更好的进行井下工作。另外，U型钢支架支护对围岩能够更好的进行控制，其适应性相对较强，有利于更好的设计和施工，降低施工的成本，最终实现工程建设的经济效益。
（三）U型钢支架超前支护
超前支护能够有效保证隧道工程在开挖工作过程中能够稳定和安全，是一种辅助措施，主要形式有超前锚杆或小钢管、超前管棚和注浆加固围岩和堵截水，超前锚杆或超前小钢管的一般长度为3-5米，主要用于对围岩进行加固，搭配钢架共同用于施工当中，超前管棚主要适用于特殊地段，并搭配钢架使用，其管节的长度根据工程的具体情况确定，一般来说，短管棚的超前支护使用小于10米的小钢管，长管棚的超前支护使用10-45米的粗钢管，钢插板的超前支护使用小于10米的钢插板。注浆加固围岩和堵截水分为两种情况，一种是超前小导管注浆，另一种是，超前深孔围岩注浆。超前小导管注浆是沿着开挖外轮廓线向前以一定角度打入管壁并带有小孔的导管，且以一定压力向管内压注入可以胶结的浆液，待浆液硬化后，围岩就达到了加固的效果，超前深孔围岩注浆的最终目的是加固地层、封堵水源，主要适用于特殊且施工困难的地段，依靠浆液的压力，将破碎的围岩或黏土层压裂后用浆液进行填充、加固，并通过压密作用达到加固和堵水的作用。
三、管棚联合U型钢支架超前支护在含水破碎带中的应用
含水破碎带往往会给施工带来诸多安全方面的，在进行巷道施工过程中，无法按照正常的施工方式施工，这就使得管棚联合U型钢支架超前支护被广泛的应用在含水破碎带施工当中。由于巷道工程在打眼过程中，经常会出现岩石破碎，并且在岩石破碎的过程中会出现涌水现象，一旦出现涌水时，必须要立即停止施工作业，然后进行U型钢管支架的支护。
钢支架与围岩之间用φ30圆钢管进行固定，之后使用U型钢支架，在U型钢支架上部进行打眼，安装钢管，钢管之间的间距应维持在20厘米以下，外漏的长度应小于1米，钢管深入岩石的深度要在2米以上，在钢管安装结束后，使用φ14钢筋将钢管和U型钢支架进行焊接，保证其牢固和稳定性，从而形成管棚。随后，通过短掘短支的方式，保证每一个炮眼的深度小于1米，在放炮结束后仍然有1米的管棚深入到围岩当中，且联合U型钢支架共同支撑破碎围岩，在处理浮石和碎渣后，立即进行钢支架的支护，完成钢支架的支护后，继续进行管棚的施工，依次类推。
【总结】：通过管棚联合U型钢支架超前支护在含水破碎带中进行应用，有效的解决了在深部开拓以及施工环境温度过高的弊端，为施工作业创造了一个相对较好的条件，避免了含税破碎带存在的缺点和问题，在含水破碎带施工巷道中应广泛使用。
参考文献
[1] 赵乐刚.密排管棚支护在富水石英岩破碎带中的应用[J].辽宁省交通高等专科学校学报，2014，1：30-32.
[2] 颜承杰.浅谈巷修中锚网索加U型钢棚喷碹联合支护在软岩破碎带中的应用[J].中国科技博览，2014，11：342-343.
[3] 徐全伏.煤体注浆与超前管棚联合支护技术在石门揭煤过程中的应用[J].中国科技博览，2015，28：240-241.