超前锚杆预支护

超前支护技术在采矿工程中的应用研究在当今的采矿工程领域，超前支护技术扮演着至关重要的角色。

随着采矿深度的增加、地质条件的日益复杂以及对安全生产和高效开采的更高要求，超前支护技术不断发展和创新，为采矿作业提供了有力的保障。

一、超前支护技术概述超前支护，顾名思义，是在采矿工程的掘进或开采工作面前方，预先采取的支护措施，以防止围岩变形、坍塌，保障作业人员和设备的安全，同时为后续的施工创造良好的条件。

其主要作用包括：1、控制围岩变形：通过对前方围岩的支撑和约束，减少因开采引起的位移和变形。

2、提高围岩稳定性：增强岩体的自身承载能力，降低发生冒顶、片帮等事故的风险。

3、保障施工安全：为作业人员提供一个相对安全的工作空间，减少因顶板坍塌等造成的人员伤亡。

常见的超前支护技术类型多种多样，如超前锚杆支护、超前管棚支护、超前注浆支护等。

每种技术都有其特点和适用范围。

二、超前支护技术的主要类型及特点（一）超前锚杆支护超前锚杆是将锚杆沿隧道掘进轮廓线向前方倾斜安装的一种支护方式。

它的优点在于施工简单、成本较低，能够迅速提供一定的支护阻力。

然而，其支护强度相对较弱，适用于地质条件较好、围岩稳定性较高的情况。

（二）超前管棚支护超前管棚通常由钢管组成，通过在前方形成一个钢管棚架来支护围岩。

管棚的支护强度较高，能够有效控制较大范围内的围岩变形。

但施工工艺较为复杂，成本也相对较高，适用于地质条件复杂、存在断层破碎带等不良地质情况。

（三）超前注浆支护超前注浆是通过向围岩中注入浆液，改善围岩的物理力学性质，提高其自稳能力。

这种方法能够有效地填充围岩中的裂隙和孔隙，增强围岩的整体性和强度。

但注浆效果受到注浆材料、注浆工艺等多种因素的影响，需要严格控制施工质量。

三、超前支护技术在采矿工程中的应用实例（一）煤矿开采中的应用在煤矿开采中，由于煤层的赋存条件和地质构造复杂多变，超前支护技术的应用尤为重要。

例如，在掘进工作面遇到断层时，采用超前管棚支护可以有效地防止顶板垮落，保障掘进工作的顺利进行。

隧道洞口段的支护技术在不良地质条件下的隧道洞口段施工前，将隧道洞口段预加固，使隧道洞口段施工在预加固结构的保护下进行开挖，对隧道洞口段施工安全施工质量有着重要作用。

隧道洞口段预加固方法很多，主要有地表加固、洞内支护两大类。

一、隧道洞口段的地表加固隧道洞口段，埋深较小而变化幅度较大，地质条件复杂，地层条件一般都很差，围岩不稳定，由于施工方法不当或辅助加固措施不足，经常造成地表坡面的破坏。

常用的地表加固有以下几种。

1.直接加固法直接加固法通过改变滑坡体的抗滑力及下滑力来改变滑动体滑动面上的平衡条件，主要是通过增加边坡的抗滑力来实现，如填土、地表锚杆、抗滑桩、挡墙、错索等方法，其中地表锚杆施工方法是最为常用的方法。

2.间接加固法间接加固法是以控制滑动因素、降低滑动力为目的。

其中水的影响是极大的，它可以减小围岩强度，促进滑动，常采用防渗法和排水法，如防渗层、暗沟、疏干巷道等。

间接加固法中还有排土法，它是通过减小滑坡体的下滑力来实现，即通过改变边坡的平衡条件，从而提高边坡的稳定性。

应当注意的是，不是任何不稳定边坡经过排土法就能增加其稳定系数，这与排土方式有关，要具体分析。

一般情况下，排土法和填土法是结合在一起使用的。

二、隧道洞口段的支护隧道洞口段的支护，有超前管棚支护、超前小导管注浆、超前锚杆预支护等方法。

1.超前管棚支护超前管棚是沿开挖轮廓线周线，钻设与隧道轴线平行（或有微小角度）的钻孔，随后插入不同直径的钢管，并向管内注浆，固结管周边的围岩，并在预定的范围内形成棚架的支护体系，如图11-1所示。

图11-1 超前管棚支护示意图超前管棚能提高管周围的抗剪强度，先行支护围岩，把因开挖引起的松弛控制在最小范围内，具有梁效应和加固围岩效应。

梁效应即为因钢管是先行施设，掘进时，钢管在以掌子面和后方的支撑支持下，形成梁式结构，防止围岩崩塌和松弛。

加固围岩效应即为钢管插入后，压注水泥浆，加强钢管周边的围岩。

在浅埋的情况下，地表有建（构）筑物存在时，为把隧道开挖的影响限制在最小限度内，要尽量防止围岩的松弛，采用管棚方法是一种有效的支护方法。

超前锚杆支护的参数因应用场景和目的不同而有所差异。

在隧道工程中，常见的超前锚杆支护参数如下：
1. 直径：一般为20mm～30mm。

2. 长度：一般为
3.0m～5.0m。

3. 间距：一般为0.3m～0.5m。

4. 外插角：一般为10°～15°。

5. 材料：一般采用普通砂浆锚杆，特殊情况下可采用药包锚杆或迈式锚杆。

此外，超前小导管注浆是在隧道开挖掌子面上，沿设计开挖轮廓线以外0.2m～0.3m，钻孔安装小的钢花管，然后进行高压注浆加固，等浆液达到一定强度后再进行开挖。

其参数包括：小导管的直径φ=40mm～60mm；长度1=3.0m～5.0m；间距d=0.3m～1.0m。

以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅相关文献或咨询专业工程师。

2024年二级建造师之二建公路工程实务题库附答案（典型题）单选题（共45题）1、下列关于上行式移动模架特征，表述正确的是（）。

A.模板支承方式为通过千斤顶直接或间接支撑在主梁上B.过孔时借助墩旁托架滑移C.使用受墩的高度限制D.制梁周期长【答案】 D2、滑模摊铺水泥混凝土路面时，控制路面高程的设施是( )。

A.模板B.基层C.基准线D.自动抹平板装置【答案】 C3、不仅适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的松软围岩的超前支护措施是（）。

A.超前小导管注浆B.管棚C.超前锚杆D.围岩预注浆加固【答案】 A4、既适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的松软围岩，且对围岩加固的范围和强度相对较小的预支护措施是（）。

A.超前锚杆预支护B.超前小导管注浆预支护C.管棚预支护D.小钢管预支护【答案】 B5、在软弱地基上进行高填方路基施工时，除对软基进行必要处理外，还应（）。

A.当地基承载力不符合设计要求时，可不进行基底改善加固处理B.在原材料难以获得时，填料允许土质差一些C.在原地面上1～2m内不填筑细粒土D.随意增大填筑层厚度【答案】 C6、某二级公路改造工程中的K1＋000～K1＋200段路堤右侧坡脚处受河水浸泡，在洪水作用下，旧路坡脚垮塌，急需抢修，对此最宜选用的路基防护是（）。

A.喷射混凝土封面B.干砌片石护坡C.抛石防护D.护面墙【答案】 C7、柱板式锚杆挡土墙墙后的土压力传递顺序，正确的是（）。

A.墙后的土压力——锚杆——挡土板B.墙后的土压力——挡土板——锚杆C.墙后的土压力——挡土板——肋柱——锚杆D.墙后的土压力——肋柱——挡土板——锚杆【答案】 C8、施工项目的（）是企业管理的基础和重点，是工程项目管理的核心。

A.进度管理B.质量管理C.安全管理D.成本管理【答案】 D9、既适用于一般软弱破碎围岩，也适用于地下水丰富的松软围岩，且对围岩加固的范围和强度相对较小的预支护措施是（）。

超前锚杆工艺细则编制：复核：审核：二0 年月日目录1.工程概况 (1)2.端锚注浆方案 (1)2.1.砂浆锚杆施工工艺 (1)2.2.施工方法 (2)3.砂浆锚杆注意事项 (3)4.安全保证措施 (3)5.质量保证措施 (4)6.环境保护措施 (4)7.职业健康安全保障措施 (5)7.1组织管理措施 (5)7.2保障措施 (5)8.验收要求 (5)超前锚杆施工工艺细则1.工程概况本管段主线隧道多为浅埋大断面隧道，围岩主要为Ⅲ级至Ⅵ级，地质情况不是很好。

结合工程实际，考虑便于施工、低成本等，确保锚杆施作质量，充分发挥其作用，以保证施工安全。

确定锚杆施作的方案：锚杆眼成孔采用液压凿岩台车成孔，位置及方向按设计要求。

2.端锚注浆方案端锚注浆是在锚杆孔成孔后，在锚杆底端部采用化学药包将锚杆进行锚固后，再放入注浆管及排气管，封堵锚杆端头，再进行有压注浆。

其特点是端部化学药包内含两种密封的化学浆液，施工时利用外力将密封层破坏后两种浆液反生化学反应，迅速将锚杆预锚固，可以对锚杆体系施加一定的预应力。

其锚杆示意图如图2.1所示：如图2.1 锚杆示意图2.1.砂浆锚杆施工工艺洞身开挖Ⅲ级围岩超前支护采用早强水泥砂浆锚杆，其工艺流程为：钻孔→清孔→注入砂浆→插入杆体。

如下图2.2所示图2.2 砂浆锚杆施工工艺流程图2.2.施工方法2.2.1.准备：凿岩台车就位，并接好供电、供水管线。

2.2.2.测量布眼：根据锚杆设计间距及围岩层理、节理分布实际情况，用油漆标出眼位。

布眼时对层理及节理发育部位，需加密布设。

2.2.3.钻孔：先采用风钻按设计要求钻孔或用二臂液压钻孔台车钻孔，钻孔时钻杆垂于岩面或层理面，钻孔直径比锚杆直径大15mm，用风钻顶入，顶入长度不小于锚杆长度95%，锚杆尾端焊接于格栅钢支撑上，以增强共同支护作用。

2.2.4.清孔及检查：用高压风吹净孔中石屑及细小石块，利于浆液与岩壁充分接触，并检查孔深。

2.2.5.锚杆加工：锚杆采用Ⅱ级Φ25螺纹钢，按设计尺寸下料，将外露端头20cm范围内攻丝，其丝口深度和成型后直径与锚杆端头垫板匹配。

锚网喷砼支护与超前锚杆预支护在破碎带巷道掘进中的应用与研究发表时间：2019-08-27T11:31:13.870Z 来源：《基层建设》2019年第16期作者：刘虎[导读] 摘要：本文介绍了巷道在穿过破碎带岩层施工时，先预先沿巷道轮廓线施工超前锚杆，防止巷道围岩松动、冒落或倒塌，同时减少爆破过程中对周边围岩的破坏，确保工人可在安全可靠的工作条件下进行钻眼爆破工作。

中国华冶科工集团有限公司天津第三分公司摘要：本文介绍了巷道在穿过破碎带岩层施工时，先预先沿巷道轮廓线施工超前锚杆，防止巷道围岩松动、冒落或倒塌，同时减少爆破过程中对周边围岩的破坏，确保工人可在安全可靠的工作条件下进行钻眼爆破工作。

采用径向管缝锚杆、喷混凝土、编制式网片等，达到永久支护的目的，实践表明，该联合支护方法、技术经济合理，安全可靠性强。

关键词：锚网喷砼支护；超前锚杆支护；巷道掘进引言破碎带是巷道掘进时常见的地质构造形态，在巷道开挖过程中，断层破碎带被压碎产生破坏，造成巷道顶部岩体剥落，发生冒顶事故，冒顶的产生给巷道的掘进带来施工困难和安全问题。

目前对破碎带的预测技术还处于发展阶段，无法进行有效的预测，因此巷道掘进造成的冒顶无法完全避免，所以开展断层破碎带冒顶巷道支护技术研究显得尤为重要。

1、矿山概况及支护施工工序东五份子铁矿矿体为角闪石英磁铁矿，矿体上下盘围岩均为角闪斜长片麻岩，局部为绢云石英片岩及绿泥角闪片岩，根据矿山开采揭露的矿岩，矿岩稳固性较差断层较多，节理极其发育，随着巷道埋深的增加，巷道围岩也显现出软岩的特性，巷道支护难度相应增大。

巷道掘支工程业主初步设计为锚网喷砼支护，材料型号：锚杆：GFΦ43-1800mm管缝锚杆（管缝锚杆及托盘均采用4mm厚的铁板加工，托盘150mm*150mm）；网片：1100mm*2000mm（长*宽，编制外圈点焊式网片），网度100*100mm（Φ6mm圆钢制作）；施工过程中多次发生塌方垮冒现象，后期更改为锚网喷砼与超前锚杆联合支护，超前锚杆采用φ25mm*3000mm钢管，锚杆间距200mm，排距2000mm，每排15根左右，施工角度3°——6°；每次锚网施工完毕后，自最后一排锚杆后100mm-200mm之间的网片中向前施工超前锚杆，施工完毕后进行喷砼支护，待喷砼凝固后再进行掘进爆破施工。

隧洞掘进超前支护技术解析【摘要】为克服不良地质条件对隧洞掘进施工的不利影响，在某些不良地质段施工时大多数采用超前支护技术，对于加固隧洞稳定性、增强隧洞施工的安全性以及减少隧洞开挖造成的经济损失，均发挥着重要的作用。

从不良地质条件下隧洞开挖对围岩稳定的影响出发，分析隧洞掘进超前支护原理及施工工艺，进而为设计出科学合理的支护方案奠定良好的基础。

【关键词】隧洞；不良地质条件；超前支护；技术分析1 前言隧洞掘进时矿山、交通工程建设过程中的重要施工内容，占据着非常重要的地位。

一般来说，在隧洞选址过程中，选择地质构造简单、水文条件良好以及岩体稳定的区域，尽量避开不良地质段。

然而在实际施工过程中，随着工程建设活动的大量推进，不良地质区域逐渐成为常见地形，无法避免。

基于此，为保障隧道施工的安全、顺利进行，在隧洞开挖之前对地质岩体进行预支护，成为当前隧洞工程普遍应用的施工技术，这种技术被称为超前支护技术，在隧洞掘进中发挥着重要的作用。

2 不良地质条件下隧洞开挖对围岩稳定的影响所谓不良地质，主要指岩体松散、软弱破碎、膨胀、多水亦或高地应力地区。

一旦隧洞掘进过程遇到这些不良地段，开挖施工将面临着极大地安全隐患，因而需要对开挖过程中的围岩性能进行分析，为隧洞开挖工程提供理论支撑。

岩体具有非线性特质，也就是说，当洞室开挖之后，围岩的物理、力学性质都会发生非线性和不可逆的变化。

当前，影响围岩稳定性的因素多种多样，一般分为岩体的地质结构、特性、地应力以及人为因素等。

首先，在围岩结构较坚硬的地段，其岩体分布特点、结构断面、强度和变形特性是影响其稳定性的最主要因素。

例如，当隧洞掘进过程中遇到断层破碎带，其稳定性更差，也通常作为工程问题来考量。

而对于岩体比较软弱的地段，则影响其稳定性的主要因素为岩体本身的强度特性与变形能力。

此外，岩体的力学性质与强度也对地层的压力性质与稳定性造成了一定的影响。

其次，地应力是指天然形成的岩体在工程开挖之前便已经具有的应力，因而在高地应力地区开挖过程中，如果不加以注意，将会出现岩爆等问题。

超前支护科技名词定义中文名称：超前支护英文名称：forepoling;advance timbering定义：在松软或破碎带,为了防止岩石冒落,超前于掘进工作面进行的支护。

超前支护是保证隧道工程开挖工作面稳定而采取的超前于开挖的辅助措施的一种，主要形式有：1.超前锚杆或超前小钢管，一般长3-5米，用于锚固前方围岩；2.超前管棚，用于锚固前方围岩，适用于特殊困难地段，搭配钢架使用：①短管棚超前支护，采用长度小于10米的小钢管；②长(大)管棚超前支护：采用长度为10-45米且较粗钢管；③钢插板超前支护：采用长度小于10米钢插板的称为板棚预支护；3.注浆加固围岩和堵截水：①超前小导管注浆，沿开挖外轮廓线向前以一定角度打入管壁带有小孔的导管，且以一定压力向管内压注起胶结作用的浆液，待其硬化后岩体得到预加固；②超前深孔围岩注浆：又叫深孔注浆，目的是加固地层、封堵水源，适用于特殊困难地段。

其机理是依靠浆液压力，将破碎围岩或黏土层压裂成缝用浆液充填、固结，通过压密作用达到加固和堵水的作用。

扩展阅读：1.《隧道施工及组织管理指南》(人民交通出版社2005.1)开放分类：隧道工程超前锚杆超前锚杆是沿开挖轮廓线，以较大的外插角，向开挖面前方安装锚杆，形成对前方围岩的预锚固(预支护)，在提前形成的围岩锚固圈的保护下进行开挖、装渣、出渣和衬砌等作业。

超前支护主要适用于围岩应力较小，地下水较少、岩体软弱破碎，开挖面有可能坍塌的隧道中,松散地层结构松散，稳定性差，若有地下水时则更甚。

在施工中极易发生坍塌，在这类地层中施工时，除减少对围岩的扰动外，还应加强临时支护，临时支护可采用超前锚杆。

1.施工方法超前锚杆又分为悬吊式超前锚杆及格栅拱支撑超前锚杆。

1.1悬吊式超前锚杆采用这种方法是在爆破前，将超前锚杆打入掘进前方稳定岩层内，末端支承在拱部围岩内专为超前锚杆提供支点的径向悬吊锚杆，或支承在作为支护的结构锚杆上，使其起到支护掘进进尺范围内拱部上方，有效地约束围岩在爆破后的一定时间内不发生松弛坍塌，为大断面开挖与喷锚支护创造了条件。