锚注技术在深井软岩巷道中的应用

第３７卷第１９期　・７４・　２　０　１　１年７月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨＩ　ｎ　Ｃ　ｒＵＲＥ　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．１９　Ｊｕ１．　２０１１　

文章编号：１００９—６８２５（２０１　１）１９—００７４—０２　

锚注技术在深井软岩巷道中的应用　

金希武任金龙　

摘要：叙述了锚注支护技术在口孜东矿千米深井等候室的应用，对注浆材料、参数及注浆工艺等进行了分析，实践证明　

该支护技术创造了较好的技术经济和社会效益。　关键词：千米深井，锚注一体化，间隔式注浆　

中图分类号：ＴＵ９４２　文献标识码：Ａ　

０　引言　

随着大规模的矿山开采和采深的加大，深部高应力极软岩巷　

道支护问题日益突出，如淮北、淮南、龙口、徐州、铁法、肥城、枣庄　

等地区的矿区。深部高应力极软岩巷道一般具有：１）巷道埋深　

大、受采动影响或构造应力大；２）围岩松软破碎、流变性大；３）来　

压时间快、初期变形量大、持续时间长；４）围岩遇水易于崩解、强　

度急剧降低等特点。如采用不适当的维护措施，巷道围岩变形愈　

加剧烈，最终将导致巷道破坏，探索高应力极软岩巷道合理支护　

方式成为亟待解决的重大问题。本文提出了以内注浆锚杆为核　

心的锚注支护体系，以解决深部高应力极软岩巷道支护难题。近　

几年来，对软岩巷道、不良岩层巷道、软弱围岩巷道锚注支护问题　

进行了研究和工程实践，取得了丰硕的成果。在现有研究成果的　基础上，经过不断的探索和实践，成功地将锚注支护技术应用于　

支护十分困难的深部高应力极软岩巷道，较好地解决了这类巷道　

的支护问题。　

１锚注支护体系　

与砌碹、金属支架等被动支护相比，锚杆支护最大的优越性　

在于能及时主动地支护围岩，但锚杆支护的锚固力很大程度上取　

决于所锚岩体的力学性能。在深部高应力极软岩巷道，围岩的可　

不够，造成对场地内部分地段地基处理不能满足设计要求，说明　

在软弱地基处理工程中，除应坚持试验桩工作，而且应针对不同　地质条件及可能出现的地质条件进行不同试验，以确定施工参数　

并验证是否满足设计要求。　

４）在单一软弱地基处理方法不能满足设计要求的时候，可考　

虑二元复合地基处理方法，利用不同软弱地基处理方法的特点综　

合处理复杂地质条件下的软弱地基。　

６结语　

本文结合某高层建筑软弱地基处理方式的选择及实际施工　情况，从技术、经济、工期等多方面比较了ＣＦＧ桩、高压旋喷桩、振　锚性较差是造成锚杆锚固力低和失效的重要原因。锚注新型支　护技术巧妙地将锚杆和注浆结合起来，利用锚杆兼作注浆管，实　

现“锚注一体化”。可根据具体的围岩条件，选择如下相应的锚注　

支护体系：１）锚、网、喷、注联合支护：用于围岩极为破碎的情况　

下，巷道掘进或翻修时，采用这种支护体系。２）锚、网（带或绳）、　

梁、喷、注联合支护：这种支护体系是顶板采用锚、梁、喷支护，两　

墙采用锚、网（带或绳）、喷、注联合支护。主要是针对巷道顶板含　

有强膨胀性蒙脱石或顶板易冒落而采取的措施。３）锚、带（绳）、　

喷、注联合支护：用锚杆固定钢筋带或钢丝绳、钢筋带或钢丝绳将　

单体锚杆连接起来，发挥群体锚杆作用，亦称“组合锚杆体系”，然　

后喷混凝土、注浆，进一步提高支护能力。４）专门设计的支护体　

系：对于一些机电硐室、与井筒相连的马头门等，不能全面翻修，　

只能一次性加固时，采用较大直径、较长锚杆、较粗钢筋带与注浆　

锚杆注浆相结合的支护体系。５）底臌处理：除遇水泥化或无法在　

巷道底板打注浆孔时，一般都采用注浆锚杆，或注浆锚杆与组合　

锚杆联合支护，能有效地提高底板强度，防止底臌或减小底臌量。　

另采用加长底角锚杆及底角注浆锚杆，也能有效地控制巷道底臌。　

２锚注支护应用　

国投新集能源股份有限公司口孜东煤矿位于阜阳市颍东区东　

冲碎石桩的优缺点，并针对实际施工中的问题提出了在地基处理　

中应加强前期地质勘察、做好各类处理方式的验证性工作，避免　

出现技术不可靠、经济不合理、工期不可控的情况。　

参考文献：　

［１］ＪＧＪ　７９－２００２，建筑地基处理技术规范［ｓ］．　

［２］ＧＢ　５０００７￣００２，建筑地基基础设计规范［ｓ］．　

［３］ＪＧＪ　１０６－２００３，建筑基桩检测技术规范［ｓ］．　［４］ＪＧＪ　１２３－２０００，既有建筑地基基础加固技术规范［ｓ］．　

［５］　张立志．软土地基的处理［Ｊ］．山西建筑，２０１０，３６（１０）：８６—　

８７．　

Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　ｓｏｆｔ　ｇｒｏｕｎｄ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｉｎ　ａ　ｈｉｇｈ－ｓｔｏｒｅｙ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　

ＹＡＮＧ　Ｒｕｉ－ｊｕｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｈｏｉｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｗａｙｓ　ａｎｄ　ａｃｔｕａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　ｈｉｇｈ—ｓｔｏｒｅｙ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｓｏｆｔ　ｇｒｏｕｎｄ，ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　

ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎ￣ｇｅｓ　ｏｆ　ＣＦＧ　ｐｉｌｅ，ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｊｅｔ　ｇｒｏｕｔｉｎｇ　ｐｊｌｅ，ｖｉｂｒｏ—ｒｅｐｌａｃｅｍｅｎｔ　ｓｔｏｎｅ　ｐｊｌｅ　ｆｒｏｍ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ，ｅｃｏｎｏｍｉｃ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ａｓｐｅｃｔｓ，ａｎｄ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ａｃｔｕａｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｓｈｏｕｌｄ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ　ｅａｒｌｙ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ，ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ　

ｗｏｒｋ　ｏｆ　ｖａｒｉｏｕｓ　ｈａｎｄｌｉｎｇ　ｗａｙｓ　ｉｎ　ａｃｔｕａｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ａｖｏｉｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｕｎｒｅｌｉａｂｌｅ，ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｕｎｒｅａｓｏｎａｂｌｅ，ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ　ｕｎｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ—ｓｔｏｒｅｙ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｓｏｆｔ　ｇｒｏｕｎｄ，ｈａｎｄｌｉｎｇ　ｗａｙ　

收稿１３期：２０１１—０３—０８　

作者简介：金希武（１９７３一），男，助理工程师，国投新集能源股份有限公司口孜东矿，安徽阜阳２３６１５３　

任金龙（１９８６一），男，助理工程师，国投新集能源股份有限公司口孜东矿，安徽阜阳２３６１

５３　第３７　舞１９智　金希武等：锚注技术在深井软岩巷道中的应用２　０　１　７　１年　月　立仲　守：｛日肚仅小１土休　千人石售煺　日　川　・７５・　

南２５　ｋｍ处，第一水平位于一９６７　ｍ，属千米深井。一９６７　ｍ水平　

等候室东通道巷道全长４８．５　ｍ，巷道坡度为１．１％ｏ，设计为锚网喷　支护。受矿压及地质条件的影响，局部巷道顶板开裂，底板鼓起，　

采用适合深部高应力下极软岩巷道特点的锚注支护体系。　

２．１　注浆材料　

注浆锚杆采用６分焊管制作，钢管直径２２　ｍｍ，壁厚为３　ｍｍ。　

浅孔注浆锚杆长１　６００　ｍｍ，深孔注浆锚杆长２　０００　ｍｍ，浅孔锚杆　

杆体上每隔１５０　ｍｍ，深孔锚杆杆体上每隔２００　ｍｍ，按Ｔ字形梅花　

布置　ｍｍ注浆孔；端部车７０　ｍｍ的丝扣，制作Ｍ２０螺纹。终端　

加工成扁状，以增加注浆出口压力。在注浆锚杆外段２００　ｍｍ处　

缠绕棕绳（棉丝），将其装入眼孔，管头外露不大于５０　ｍｍ，用水泥　

或矿用树脂药卷封眼口，封堵严实，以防脱锚。　

注浆材料以单液水泥浆为主，注浆水泥采用普通硅酸盐水　

泥，水灰比为０．７：１或１：１。若单孔注浆压力小，注浆量稍大，也　

可在单液水泥浆中加入水泥量的１５％～２０％水玻璃与其均匀搅　

拌注入，以节约材料，降低成本。　

２．２注浆参数　

１）注浆钻孔的规格：注浆钻孔的问排距：１　６ＯＯ　ｍｍ　ｘ　１　６００　ｍｉｌｌ，　根据岩性间排距可放大或缩小２００　ｍｍ。　

２）注浆管外露不超过５０　ｍｍ。　

３）钻孔角度：巷道底脚注浆锚杆与巷道底板成３０。～４５。角，　

底脚锚注孔位与巷道底板距离不大于０．５　ｍ，其余注浆锚杆均与　

巷道周边轮廓垂直布置，最小角度不小于７５。。　

４）注浆孔直径３２　ｍｍ，浅孔孔深２　０００　ｍｍ，深孔孔深２　５Ｏｏ　Ｉｎｒｎ。　５）注浆扩散半径及注浆压力：ａ．注浆扩散半径：注浆扩散半　

径按巷道围岩裂隙考虑，取３．５　ｍ～５．０　ｍ。ｂ．注浆压力：注浆压　

力顶板为３　ＭＰａ，帮部为２　ＭＰａ，底板为２　ＭＰａ。　

６）浆液配制：ａ．水泥浆的配制。配制水泥浆时，按设计配合　

比配制，力求加料严格准确，并搅拌均匀。ｂ．现场每桶浆液配制。　

搅拌桶容积０．２５　ｍ。，满桶时：用水１８８　ｋｇ、水泥４袋；桶２／３处：用　

水１６７　ｋｇ、水泥３袋。　

２．３　注浆工艺　

采用单、双排孔间排交错的联合布置，按间排距１　６００　ｍｍ　ｘ　

１　６００　ｍｍ布置注浆孔，注浆孔深度浅孔选２　０００　ｍｍ，深孔选　

２　５００　ｍｍ。先施工单排浅孔，间隔２４　ｈ后，再施工双排深孔。巷　

道底脚注浆孔口管与巷道底板成３０。～４５。角，其余孔口管均与巷　

道周边轮廓成垂直布置。　对帮、顶及底板进行间隔式单、双排孔注浆作业时，先按排距　

３．２　ｍ打单排浅孔注浆，每排布置７根锚注管，注浆结束后再在两　

单排浅眼中间重新间隔３．２　ｍ打双排深孔复注深孔，每排为７根　锚注管。注浆顺序：自下而上逐排进行，先注排号为１，３，５，７后注　

２，４，６；底板布置３根１　６ＯＯ　ｍｍ锚注管，注浆顺序为从两边到中间。　

２．４技术质量要求　

１）注浆质量要求。ａ．注浆孔施工技术要求。施工注浆孔时，　

严格按照设计间排距布置，问排距误差控制在±１００　ｍｍ以内，孔　

深误差控制在±１００　ｍｍ范围以内，帮、顶部锚杆角度不小于７５。，　底脚锚注管与帮部成３０。一４５。角。ｂ．浆液制作及注浆技术要求。　浆液制作时，严格掌握注浆参数、浆液配比、水灰比和注浆终压，　

满足设计要求。Ｃ．压水实验。每孔终孔测水后接通输浆管路进　

行压水试验，压力由小到大逐步升压到终压或注清水１　ｒａｉｎ。　

２）注浆作业的质量管理。ａ．组织成立技术工种专业队伍。　

注浆设备由专人负责。负责观察和控制注浆压力及注浆泵的操　

作和日常维修工作。注浆孔内注浆由专人负责，负责装卸锚杆与　注浆泵出浆管的连接，以观察并处理渗浆和漏浆。其余工种配合　

注浆工作，确保其施工质量。ｂ．加强注浆作业的质量管理。注浆　

作业中，其注浆量的大小，注浆质量的好坏均具有隐蔽性强的特　

点。因此，质量控制的日常管理工作尤为重要。要求专人负责对　

注浆孔号，注浆压力，注浆量做好原始资料记录和整理，以便于以　

后分析和评估注浆效果。　

３）注浆效果检查。工程结束后，采用打孔注浆进行耐压试　

验，帮部、顶部、底板都进行均匀布点，每３０　ｍ布置一组，孔深　

２　ｍ，安装１．６　ｍ注浆管进行压力测试，压力达到３　ＭＰａ时停机并　

关闭球阀，这时压力不明显降低，巷道四周不渗水为合格品。　

４）出现跑浆时，主要采用下述方法进行处理：ａ．提高浆液的　

浓度，进行间歇注浆．ｂ．采用双液浆的处理方法；ｃ．对跑浆处可视　具体情况用棉纱打钎或者干水泥塞堵裂缝，如遇大面积跑浆时，对　

该处进行挖补修复，待养护凝固，有一定强度后，在附近打眼注浆。　

３技术效果分析　

主要是根据现场监控量测，其中包括：巷道支护收敛变形，底　臌，围岩深部位移，锚杆拉拔试验，锚杆轴向力测定，喷层厚度，喷