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摘要： 介绍预应力锚索和吊挂锚索在山东省济宁安居煤矿主井箕斗硐室的成功应用。同时，对锚索及锚网喷砼（锚杆、金属网、钢带、喷射砼）联合支护也做详细的介绍。
关键词： 预应力锚索；吊挂锚索；锚网喷砼联合支护
中图分类号：TD2文献标识码：A文章编号：1671—7597（2011）0110107－02
1 工程概述
山东省济宁安居煤矿位于山东省济宁市任城区内兖菏铁路以南，京杭运河以西，北临济宁市城区外环路。矿井设计年生产能力为90万吨。矿井服务年限65年。
安居煤矿主井箕斗装载硐室位于井筒南帮，主断面掘进方位角180°。硐室毛顶板Z=-886.6m，毛底标高-905.3m，拱部掘进半径R=3600㎜，硐室全高17.5m，毛顶标高-886.6m，井筒钢筋混凝土永久支护段高26.3m。以主断面底板-891.500m为界，分上下两部分。上半部包括主断面浇筑段6.412m、装载胶带巷浇筑段4m（净底板Z=-891.5m，拱掘进半径R=2400，铺底厚度100㎜）；下半部包括厚500mm×长4.912m×宽5.8m现浇楼板平台两个、高11.5m×宽5.8m×深7.12m装载空间一个。箕斗装载硐室中线对称于井筒南北十字线。
2 地质说明书
主井箕斗硐室主要以泥岩、细砂岩、粉砂岩为主，硐室毛顶板向上1.5m为泥岩，泥岩向上为细砂岩和砂岩。
3 锚杆与锚索联合支护的研究
1）锚杆与锚索联合支护的概念锚杆与锚索联合支护是煤、岩巷道及硐室掘进过程中的一种主要支护形式,可以与钢带、金属网、联合使用。锚杆与锚索联合支护是通过围岩内部发挥其支护作用的,其实就是变巷道被动支护为主动支护,提高巷道围岩的自身承载力。
2）分析锚杆与锚索联合支护单根锚杆锚索加固岩体形成锚杆锚索周围应力包,只要锚杆锚索间距、排距适当时,同时在群锚的作用下.应力包相互叠加,形成岩体内承载圈加固带。
根据箕斗硐室的岩石硬度、完整性、岩体节理情况、地应力、服务年限等因素, 加上井筒较深，最后确定箕斗硐室的支护形式为：锚杆与锚索、网的联合支护形式。
锚杆与锚索、钢带抗弯强度小易贴顶承受载荷小,锚杆与锚索加固直接顶;能承受较大载荷。利用锚索钢绞线较长的特点,在围岩上部形成一个能防止其上部围岩松动和变形的加固拱,从而保持巷道支护的稳定性。
4 施工方案
4.1 施工顺序
由于箕斗硐室高度较高（净高17.5m），跨度较大（净宽5.8m、毛宽7.2m），装载硐室分两部分施工，先施工-891.5m平台以上部分，即-891.5m平台以上的硐室先掘进、打锚杆、锚索、挂网、钢带及喷砼等临时支护，再绑扎双层钢筋，然后进行混凝土浇筑的永久支护。当-891.5m平台以上硐室浇筑完后，再进行平台以下部分硐室的掘进、临时支护和永久支护。
4.2 施工方法
平台以上硐室毛高为5.4m，分正台阶掘进法施工，上台阶掘进完后，先进行喷射混凝土，强度C20，喷射厚度50mm，然后打锚杆、挂网、进行临时支护，在铺设好的网的外面打锚索,然后掘进下台阶，同样进行临时支护，当平台以上硐室临时支护完后，开始绑扎双层钢筋网，在内层钢筋网的内侧打吊挂锚索。锚杆布置间排距：800㎜×800mm呈一字型布置。锚索间排距：1600㎜×1600mm呈梅花布置。
支护材料如下：
锚索采用L=6300mm、φ17.8mm七股钢绞线。锚索托盘用300㎜×300㎜×16㎜，拱部用蝶形托盘，中心部位钻孔，孔径φ20㎜，并且用锥形楔头楔紧托盘达到预紧力，墙部用平板托盘。
锚索眼每眼用3支（1支K2335、2支Z2335），锚固长度1000㎜，先装K2335。
锚杆：Φ20L=2200mm左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，配套蝶形压板(120×120厚8㎜，Q235钢)、减摩垫片、止退螺母。锚杆眼每眼用2支（K2335、Z2335各1支），锚固长度700㎜。
钢筋网：φ6＠80×80平焊网长×宽：2000×1000mm。
技术参数：
4.3 工艺流程
4.3.1 钻孔
锚索钻孔：用MQT120气动锚杆锚索机、B22钎子、φ28mm钻头钻孔。标定好锚索眼后，按由外向里、先上后下、由顶到帮的顺序打锚索眼，钻孔深度误差-100mm～0mm。钻孔结束，逐根拔出钻杆和钻具。用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。
锚杆钻孔：拱部用气动锚杆锚索机钻孔，帮部用7655风锤钻孔。打眼时眼位误差不得超过±100mm，眼向误差不得大于15°，钻孔深度0～+50mm。锚杆眼打完后，用扫眼器和压风将孔内的积水、岩粉吹扫干净。
4.3.2 安装
锚杆安装：将树脂药卷逐块转入锚杆眼内，然后用锚杆将锚固剂轻轻顶入眼底，在锚杆的外露段安设搅拌器，开动锚杆机带动锚杆旋转，边旋转边推进，直至锚杆达到设计深度，搅拌时间达到35s后停下，等待90s后撤去锚杆机，锚杆搭设完毕安装托盘和止退螺母。
锚杆帽用专用扳手拧紧，给锚杆施加一定预紧力，保证锚杆托盘贴紧巷道岩面，扭矩力不低于150N.m。
5 结论
主井箕斗硐室从2010年5月16日开始施工，7月22日竣工，历时65天，在施工期间，通过长时间观察，锚索及锚杆受力性能良好，蠕变量小，说明本次锚索、锚杆联合支护施工是成功的，联合支撑施工质量达到了设计要求。
锚索安装：锚索安装顺序同锚杆安装顺序相同，钢绞线必须推到孔底，尾部露出锁具不小于150mm，不大于250mm。当锚索锚固强度达到设计强度70％时，可进行锚索张拉锁定。锚索的锚固力不小于240KN。
关键词： 预应力锚索；吊挂锚索；锚网喷砼联合支护
中图分类号：TD2文献标识码：A文章编号：1671—7597（2011）0110107－02
1 工程概述
山东省济宁安居煤矿位于山东省济宁市任城区内兖菏铁路以南，京杭运河以西，北临济宁市城区外环路。矿井设计年生产能力为90万吨。矿井服务年限65年。
安居煤矿主井箕斗装载硐室位于井筒南帮，主断面掘进方位角180°。硐室毛顶板Z=-886.6m，毛底标高-905.3m，拱部掘进半径R=3600㎜，硐室全高17.5m，毛顶标高-886.6m，井筒钢筋混凝土永久支护段高26.3m。以主断面底板-891.500m为界，分上下两部分。上半部包括主断面浇筑段6.412m、装载胶带巷浇筑段4m（净底板Z=-891.5m，拱掘进半径R=2400，铺底厚度100㎜）；下半部包括厚500mm×长4.912m×宽5.8m现浇楼板平台两个、高11.5m×宽5.8m×深7.12m装载空间一个。箕斗装载硐室中线对称于井筒南北十字线。
2 地质说明书
主井箕斗硐室主要以泥岩、细砂岩、粉砂岩为主，硐室毛顶板向上1.5m为泥岩，泥岩向上为细砂岩和砂岩。
3 锚杆与锚索联合支护的研究
1）锚杆与锚索联合支护的概念锚杆与锚索联合支护是煤、岩巷道及硐室掘进过程中的一种主要支护形式,可以与钢带、金属网、联合使用。锚杆与锚索联合支护是通过围岩内部发挥其支护作用的,其实就是变巷道被动支护为主动支护,提高巷道围岩的自身承载力。
2）分析锚杆与锚索联合支护单根锚杆锚索加固岩体形成锚杆锚索周围应力包,只要锚杆锚索间距、排距适当时,同时在群锚的作用下.应力包相互叠加,形成岩体内承载圈加固带。
根据箕斗硐室的岩石硬度、完整性、岩体节理情况、地应力、服务年限等因素, 加上井筒较深，最后确定箕斗硐室的支护形式为：锚杆与锚索、网的联合支护形式。
锚杆与锚索、钢带抗弯强度小易贴顶承受载荷小,锚杆与锚索加固直接顶;能承受较大载荷。利用锚索钢绞线较长的特点,在围岩上部形成一个能防止其上部围岩松动和变形的加固拱,从而保持巷道支护的稳定性。
4 施工方案
4.1 施工顺序
由于箕斗硐室高度较高（净高17.5m），跨度较大（净宽5.8m、毛宽7.2m），装载硐室分两部分施工，先施工-891.5m平台以上部分，即-891.5m平台以上的硐室先掘进、打锚杆、锚索、挂网、钢带及喷砼等临时支护，再绑扎双层钢筋，然后进行混凝土浇筑的永久支护。当-891.5m平台以上硐室浇筑完后，再进行平台以下部分硐室的掘进、临时支护和永久支护。
4.2 施工方法
平台以上硐室毛高为5.4m，分正台阶掘进法施工，上台阶掘进完后，先进行喷射混凝土，强度C20，喷射厚度50mm，然后打锚杆、挂网、进行临时支护，在铺设好的网的外面打锚索,然后掘进下台阶，同样进行临时支护，当平台以上硐室临时支护完后，开始绑扎双层钢筋网，在内层钢筋网的内侧打吊挂锚索。锚杆布置间排距：800㎜×800mm呈一字型布置。锚索间排距：1600㎜×1600mm呈梅花布置。
支护材料如下：
锚索采用L=6300mm、φ17.8mm七股钢绞线。锚索托盘用300㎜×300㎜×16㎜，拱部用蝶形托盘，中心部位钻孔，孔径φ20㎜，并且用锥形楔头楔紧托盘达到预紧力，墙部用平板托盘。
锚索眼每眼用3支（1支K2335、2支Z2335），锚固长度1000㎜，先装K2335。
锚杆：Φ20L=2200mm左旋无纵筋螺纹钢等强锚杆，配套蝶形压板(120×120厚8㎜，Q235钢)、减摩垫片、止退螺母。锚杆眼每眼用2支（K2335、Z2335各1支），锚固长度700㎜。
钢筋网：φ6＠80×80平焊网长×宽：2000×1000mm。
技术参数：
4.3 工艺流程
4.3.1 钻孔
锚索钻孔：用MQT120气动锚杆锚索机、B22钎子、φ28mm钻头钻孔。标定好锚索眼后，按由外向里、先上后下、由顶到帮的顺序打锚索眼，钻孔深度误差-100mm～0mm。钻孔结束，逐根拔出钻杆和钻具。用一根聚乙烯管复核孔深，并以高压风吹孔，待孔内粉尘吹干净，且孔深不少于锚索设计长度时，拔出聚乙烯管，塞好孔口。
锚杆钻孔：拱部用气动锚杆锚索机钻孔，帮部用7655风锤钻孔。打眼时眼位误差不得超过±100mm，眼向误差不得大于15°，钻孔深度0～+50mm。锚杆眼打完后，用扫眼器和压风将孔内的积水、岩粉吹扫干净。
4.3.2 安装
锚杆安装：将树脂药卷逐块转入锚杆眼内，然后用锚杆将锚固剂轻轻顶入眼底，在锚杆的外露段安设搅拌器，开动锚杆机带动锚杆旋转，边旋转边推进，直至锚杆达到设计深度，搅拌时间达到35s后停下，等待90s后撤去锚杆机，锚杆搭设完毕安装托盘和止退螺母。
锚杆帽用专用扳手拧紧，给锚杆施加一定预紧力，保证锚杆托盘贴紧巷道岩面，扭矩力不低于150N.m。
5 结论
主井箕斗硐室从2010年5月16日开始施工，7月22日竣工，历时65天，在施工期间，通过长时间观察，锚索及锚杆受力性能良好，蠕变量小，说明本次锚索、锚杆联合支护施工是成功的，联合支撑施工质量达到了设计要求。
锚索安装：锚索安装顺序同锚杆安装顺序相同，钢绞线必须推到孔底，尾部露出锁具不小于150mm，不大于250mm。当锚索锚固强度达到设计强度70％时，可进行锚索张拉锁定。锚索的锚固力不小于240KN。