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[摘 要]本文阐述斜井掘进表土段采用锚注法短管棚和网喷格栅拱架作为初期支护，钢筋混凝土作为永久支护的方式。
[关键词]斜井 锚注 短管棚 支护
中图分类号：TD354 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0054-01
一、项目概述
糯东煤矿是贵州省“西电东输”工程新建兴义电厂供煤的主要支撑工程。糯东井田位于贵州省普安县南部，行政区划属楼下镇、青山镇及雪浦乡管辖。公路从楼下到兴义市56km，至普安县城77km。矿井总资源量98214万t，设计可采储量17218万t，矿井设计生产能力2.40Mt/a，矿井设计生产服务年限为51.2a，其中矿井第一水平服务年限为21.7a。矿井采用平硐-斜井综合开拓方式，初期布置五条井筒，分别为主平硐、副平硐、进风斜井和一、二号回风斜井，三条斜井的设计断面为21.3m2，设计坡度分别为-23°、-20°、-20°。副平硐、进风斜井主要进风，主平硐辅助进风，一、二号回风斜井回风。
二号回风斜井井口设计底板标高1480m，井筒净高4.5m，净宽5.0m，开口段设计抗渗等级为S8的C30钢筋混凝土永久支护，d=400mm，井筒坡度-20°，井口坐标：X=2813108.00，Y=35487185.00，Z=+1480.00，α=284°00′00″。
二、施工方案
目前，我国煤矿斜井通过较薄表土层一般采用大揭盖、疏干、板桩等方法，遇到中厚和厚表土层时，这些方法就难以通过，斜井表土施工方法，应根据表土性质、地下水情况、井筒倾角和断面大小等因素选择，冻结法、帷幕法等在技术上是可行的，但工艺复杂，需要大型设备，工期长，成本高。二号回风斜井开口段主要为第四纪坡积、洪积或滑坡体，土体胶结度差、松散，透水性强，极易引起滑动、塌方、流动位移，危险性大，地质条件极为复杂，成为制约井筒安全、快速掘进的主要因素；因云贵地区雨量充沛，致使硐内顶、帮淋水大，在施工过程中极易出现片帮、漏顶，为此，我们结合现场的实际情况，进行了广泛的调研和论证，对几个施工方案进行比较后，确定了采用注浆法短管棚作为超前支护，网喷格栅拱架作为初期支护，钢筋混凝土作为永久支护的方式。
每个循环开挖前，将长度3～5m，靠前端1m钻有注浆孔的短管棚（Ф38×3mm无缝钢管），从格栅钢拱架中间打入，短管棚从起拱线下500mm起沿线外钻设，环向间距200mm，环向外插角3°～5°，单次超前支护长度3～5m，超前支护搭接长度不小于1.5m，外露长度不超过200mm，采用单液水泥浆或加入早强减水剂注浆作为超前支护，开挖后，及时挂网架立锚固格栅拱架并喷浆（厚240mm）作为初期支护，然后采用钢筋混凝土作永久支护。
说明：图中尺寸单位除钢材直径为mm外，其余均以cm计，标准为准。
每次开挖长度不得大于1000mm，开挖后立即挂网架立上部钢筋格栅拱架进行喷砼支护，格栅拱架间距600mm（可根据现场实际适当加密和放宽）；然后开挖两侧导坑（每循环开挖长度不得大于1000mm）及部分中槽，挂网架立下部钢筋格栅拱架并进行喷砼支护，最后开挖中槽，并对底板采用M5浆砌石（根据底板土层密实度确定厚度）进行处理，喷浆（C20标号）累计厚度240mm。开挖时如遇风化基岩无法进行挖掘时，可采用弱爆破的方式进行开挖，整个区段必须遵循“短进尺，早支护，强支护”的原则；每开挖及线外支护长度3.6～4.8m，即进行一个循环的永久钢筋砼支护；排矸采用4m3翻斗矿车， 40kw临时绞车提升至地面，人工翻矸碾压平场。格栅拱架制作及安装见附图。
三、施工工序
超前短管棚支護 →上部导坑开挖 →上部挂网拱架及喷砼支护→下部两侧导坑及部分中槽开挖→下部挂网拱架及喷砼支护→中槽开挖及底板处理→ 永久钢筋砼施工
四、施工工艺及方法
1、超前短管棚施工。 超前短管棚采用φ38×3mm无缝钢管，为方便注浆，短管棚靠前端1m必须钻注浆筛孔，孔距200mm，钻孔直径5-8mm，管头焊成圆锥型或作成斜面，以便于入孔；短管棚从起拱线下500mm开始布设在巷道拱部， 环向间距为200mm， 外插角3°～5°，施工径向误差不大于100mm，单循环长度为3～5m，超前搭接长度不小于1.5m，尾端外露长度不大于200mm；钻孔前，精确标定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号，钻孔外插角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，控制在2°～5°范围内，严格控制钻孔平面位置，短管棚不得侵入巷道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交，经常测量孔的斜度，发现误差超限及时纠正；采用木跳板及钢管脚手架搭设钻孔平台，平台应一次性搭好，可供2～3台以上风钻或电钻钻孔， 根据土层情况，采用煤电钻成孔，为了便于安装导管，钻头直径采用φ42～φ45mm，钻孔施工完毕后，采用煤电钻或风钻将短管棚送入已施工好的钻孔内；每钻好一孔，经检验合格后及时下管，短管棚尾部必须搭接到格栅拱架背上，采用单液水泥浆或加入早强减水剂，水灰比0.6，用P042.5普通硅酸盐水泥，在有淋水时，采用水泥、水玻璃双液注浆。
2、挖掘。采用小型挖掘机分上下导坑开挖，上导坑超前5～8m，开挖时如遇风化基岩人工或挖掘机无法进行挖掘，可采用弱爆破的方式进行开挖，整个区段必须遵循“短进尺，早支护，强支护”的原则。首先上部导坑进行开挖，每次开挖长度不得大于1000mm，开挖后即挂网架立上部钢筋格栅拱架进行喷砼支护，两侧（侧壁导坑）导坑开挖时，每循环开挖长度不得大于1000mm，开挖后即挂网架立下部钢筋格栅拱架并进行喷砼支护，中槽开挖后即对底板进行外理，开挖前应备好水泵及铺设好排水管道，如遇有水时，应增设临时积水坑，加强井下排水工作。
3、线外钢筋格栅拱架架设。拱架必须严格按中腰线进行架设，必须符合巷道几何尺寸要求，拱架必须落于实底之上，垂直于巷道底板，不得前倾后仰、左右迈步，连接钢筋必须与拱架焊接牢固，松散基底必须进行加固处理，架立时拱架应尽量靠近岩帮，上下部间采用M16螺栓连接，连接应严密可靠，架立时应按要求打好拱部定位导管及锁脚导管。拱架架设各参数详见附图。
4、喷浆、永久钢筋混凝土支护。线外格栅拱架架设完毕后，进行C20混凝土喷浆支护，一次喷射厚度40～60mm，累计厚度240mm；然后按设计浇筑厚度为400mm的钢筋混凝土。
五、结束语
斜井掘进表土段通过松软、胶结性差、透水性强，易滑动、漏顶、塌陷的表土层时，采用注浆法短管棚作超前支护，网喷格栅钢架作初期支护，钢筋混凝土作永久支护的支护方式，安全可靠、便于操作。它的技术关键在于注浆法短管棚能有效地固结井筒拱、墙部线外约2m范围的表土层，在井筒上方及两侧初步形成较稳定的防坍塌保护层，开挖后，及时挂网锚固格栅钢架，再通过喷浆形成有效的初期支护，从而确保钢筋混凝土的施工质量和安全。
[关键词]斜井 锚注 短管棚 支护
中图分类号：TD354 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）07-0054-01
一、项目概述
糯东煤矿是贵州省“西电东输”工程新建兴义电厂供煤的主要支撑工程。糯东井田位于贵州省普安县南部，行政区划属楼下镇、青山镇及雪浦乡管辖。公路从楼下到兴义市56km，至普安县城77km。矿井总资源量98214万t，设计可采储量17218万t，矿井设计生产能力2.40Mt/a，矿井设计生产服务年限为51.2a，其中矿井第一水平服务年限为21.7a。矿井采用平硐-斜井综合开拓方式，初期布置五条井筒，分别为主平硐、副平硐、进风斜井和一、二号回风斜井，三条斜井的设计断面为21.3m2，设计坡度分别为-23°、-20°、-20°。副平硐、进风斜井主要进风，主平硐辅助进风，一、二号回风斜井回风。
二号回风斜井井口设计底板标高1480m，井筒净高4.5m，净宽5.0m，开口段设计抗渗等级为S8的C30钢筋混凝土永久支护，d=400mm，井筒坡度-20°，井口坐标：X=2813108.00，Y=35487185.00，Z=+1480.00，α=284°00′00″。
二、施工方案
目前，我国煤矿斜井通过较薄表土层一般采用大揭盖、疏干、板桩等方法，遇到中厚和厚表土层时，这些方法就难以通过，斜井表土施工方法，应根据表土性质、地下水情况、井筒倾角和断面大小等因素选择，冻结法、帷幕法等在技术上是可行的，但工艺复杂，需要大型设备，工期长，成本高。二号回风斜井开口段主要为第四纪坡积、洪积或滑坡体，土体胶结度差、松散，透水性强，极易引起滑动、塌方、流动位移，危险性大，地质条件极为复杂，成为制约井筒安全、快速掘进的主要因素；因云贵地区雨量充沛，致使硐内顶、帮淋水大，在施工过程中极易出现片帮、漏顶，为此，我们结合现场的实际情况，进行了广泛的调研和论证，对几个施工方案进行比较后，确定了采用注浆法短管棚作为超前支护，网喷格栅拱架作为初期支护，钢筋混凝土作为永久支护的方式。
每个循环开挖前，将长度3～5m，靠前端1m钻有注浆孔的短管棚（Ф38×3mm无缝钢管），从格栅钢拱架中间打入，短管棚从起拱线下500mm起沿线外钻设，环向间距200mm，环向外插角3°～5°，单次超前支护长度3～5m，超前支护搭接长度不小于1.5m，外露长度不超过200mm，采用单液水泥浆或加入早强减水剂注浆作为超前支护，开挖后，及时挂网架立锚固格栅拱架并喷浆（厚240mm）作为初期支护，然后采用钢筋混凝土作永久支护。
说明：图中尺寸单位除钢材直径为mm外，其余均以cm计，标准为准。
每次开挖长度不得大于1000mm，开挖后立即挂网架立上部钢筋格栅拱架进行喷砼支护，格栅拱架间距600mm（可根据现场实际适当加密和放宽）；然后开挖两侧导坑（每循环开挖长度不得大于1000mm）及部分中槽，挂网架立下部钢筋格栅拱架并进行喷砼支护，最后开挖中槽，并对底板采用M5浆砌石（根据底板土层密实度确定厚度）进行处理，喷浆（C20标号）累计厚度240mm。开挖时如遇风化基岩无法进行挖掘时，可采用弱爆破的方式进行开挖，整个区段必须遵循“短进尺，早支护，强支护”的原则；每开挖及线外支护长度3.6～4.8m，即进行一个循环的永久钢筋砼支护；排矸采用4m3翻斗矿车， 40kw临时绞车提升至地面，人工翻矸碾压平场。格栅拱架制作及安装见附图。
三、施工工序
超前短管棚支護 →上部导坑开挖 →上部挂网拱架及喷砼支护→下部两侧导坑及部分中槽开挖→下部挂网拱架及喷砼支护→中槽开挖及底板处理→ 永久钢筋砼施工
四、施工工艺及方法
1、超前短管棚施工。 超前短管棚采用φ38×3mm无缝钢管，为方便注浆，短管棚靠前端1m必须钻注浆筛孔，孔距200mm，钻孔直径5-8mm，管头焊成圆锥型或作成斜面，以便于入孔；短管棚从起拱线下500mm开始布设在巷道拱部， 环向间距为200mm， 外插角3°～5°，施工径向误差不大于100mm，单循环长度为3～5m，超前搭接长度不小于1.5m，尾端外露长度不大于200mm；钻孔前，精确标定孔的平面位置、倾角、外插角，并对每个孔进行编号，钻孔外插角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，控制在2°～5°范围内，严格控制钻孔平面位置，短管棚不得侵入巷道开挖线内，相邻的钢管不得相撞和立交，经常测量孔的斜度，发现误差超限及时纠正；采用木跳板及钢管脚手架搭设钻孔平台，平台应一次性搭好，可供2～3台以上风钻或电钻钻孔， 根据土层情况，采用煤电钻成孔，为了便于安装导管，钻头直径采用φ42～φ45mm，钻孔施工完毕后，采用煤电钻或风钻将短管棚送入已施工好的钻孔内；每钻好一孔，经检验合格后及时下管，短管棚尾部必须搭接到格栅拱架背上，采用单液水泥浆或加入早强减水剂，水灰比0.6，用P042.5普通硅酸盐水泥，在有淋水时，采用水泥、水玻璃双液注浆。
2、挖掘。采用小型挖掘机分上下导坑开挖，上导坑超前5～8m，开挖时如遇风化基岩人工或挖掘机无法进行挖掘，可采用弱爆破的方式进行开挖，整个区段必须遵循“短进尺，早支护，强支护”的原则。首先上部导坑进行开挖，每次开挖长度不得大于1000mm，开挖后即挂网架立上部钢筋格栅拱架进行喷砼支护，两侧（侧壁导坑）导坑开挖时，每循环开挖长度不得大于1000mm，开挖后即挂网架立下部钢筋格栅拱架并进行喷砼支护，中槽开挖后即对底板进行外理，开挖前应备好水泵及铺设好排水管道，如遇有水时，应增设临时积水坑，加强井下排水工作。
3、线外钢筋格栅拱架架设。拱架必须严格按中腰线进行架设，必须符合巷道几何尺寸要求，拱架必须落于实底之上，垂直于巷道底板，不得前倾后仰、左右迈步，连接钢筋必须与拱架焊接牢固，松散基底必须进行加固处理，架立时拱架应尽量靠近岩帮，上下部间采用M16螺栓连接，连接应严密可靠，架立时应按要求打好拱部定位导管及锁脚导管。拱架架设各参数详见附图。
4、喷浆、永久钢筋混凝土支护。线外格栅拱架架设完毕后，进行C20混凝土喷浆支护，一次喷射厚度40～60mm，累计厚度240mm；然后按设计浇筑厚度为400mm的钢筋混凝土。
五、结束语
斜井掘进表土段通过松软、胶结性差、透水性强，易滑动、漏顶、塌陷的表土层时，采用注浆法短管棚作超前支护，网喷格栅钢架作初期支护，钢筋混凝土作永久支护的支护方式，安全可靠、便于操作。它的技术关键在于注浆法短管棚能有效地固结井筒拱、墙部线外约2m范围的表土层，在井筒上方及两侧初步形成较稳定的防坍塌保护层，开挖后，及时挂网锚固格栅钢架，再通过喷浆形成有效的初期支护，从而确保钢筋混凝土的施工质量和安全。