张鹏
中煤第七十一工程处有限责任公司，安徽，宿州，234000
摘要：土耳其硬煤公司(TTK)卡拉硐煤矿-360m水平防水大坝工程，防水等级较高，对围岩及充填体的防水性、稳定性要求较高。我公司结合本工程经过多次方案探讨，最终确定采用扩刷前围岩注浆加固+扩刷后锚网喷加固围岩+大坝混凝土充填后进行注浆加固充填体综合加固技术。该方案也得到业主的极大赞誉，在同类工程中有较好的推广前景。
关键词：综合；围岩加固；注浆。
1.工程概况
土耳其硬煤公司(TTK)卡拉硐煤矿是一个已60多年的老矿，防水大坝位于-360m水平老主井和副井区域之间的巷道上，具体位置由业主指定。原巷道宽度为6.5m，高度为3.3m，半圆形断面，采用U29型钢棚支护，棚间距为1m，棚背后用木背板背实。防水大坝位置处于矿方主皮带运输巷道内，主皮带目前正在运行。老主井内采用箕斗提升煤炭，人员及材料上下采用小型罐笼，罐笼每次可以提升一辆1m3的矿车。井下轨道轨距为600mm，通防水大坝位置。
2.防水大坝设计
在-360m水平与井筒相连的巷道内，在TTK选定的位置施工一个20m长的防水大坝，安全彻底地阻断井下涌水水源与延深井筒及其它在用巷道之间的通道。设计方案如下图
图2-1 防水大坝设计参数
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3.防水大坝加固技术
3.1 扩刷前注浆加固技术
采用MQT-120型钻机施工环型注浆孔，孔深8m的注浆孔6排，每排12个孔，孔深12m的注浆孔5排，每排12个孔，两种孔深的注浆孔间隔布置，排与排间距为2m。注浆孔直径为φ48，注浆孔采用一次成孔后退式注浆或钻进跟管注浆方式，可依据岩层情况适当调整注浆压力，但注浆压力不得超过1.5MPa,注浆材料采用单液水泥浆。
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3.2 扩刷后锚网喷技术
3.2.1止水坝围岩扩刷施工完成后，因扩刷后该段巷道断面较大，依据巷道围岩情况，可采用锚杆支护或锚喷（挂网）支护，以保证围岩的安全稳定。
3.2.2 -360m水平止水坝巷道扩刷后该段按间距1.0m截面布置锚杆加固，每个截面锚杆布置角度及数量见图中A-A、B-B剖面。
3.2.3 锚杆杆体采用φ26预应力螺纹钢筋，锚杆长度为4.0m，每根锚杆可承受不小于200KN的抗拔拉力。
3.2.4 锚杆的杆体锚固段采用C35混凝土注浆固定，固定长度不小于1.5m，混凝土硬化前，杆体不得被晃动。
3.2.5 每根锚杆的钻孔直径为Φ32mm，向钻孔安放杆体前，应将孔内岩粉清洗干净。
3.2.6 如需锚喷支护，喷射混凝土强度不得小于C25，喷射厚度不小于100mm，钢筋网采用φ10，间距100×100mm。
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3.3 充填后注浆充填加固技术
防水大坝充填时预埋充填管路，见下图A点，A节点处预埋注浆管，露头500mm，露头端部焊接法兰盘后再接装压力阀，用于止水坝顶部二次密实充填注浆。
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4.施工工艺
4.1 注浆孔施工工艺
4.1.1采用MQT-120型钻机施工环型注浆孔，孔深8m的注浆孔6排，每排12个孔，孔深12m的注浆孔5排，每排12个孔，两种孔深的注浆孔间隔布置，排与排间距为2m。注浆孔直径为φ48。
4.1.2正常钻进中，经常检查钻机稳定性，准确丈量孔内钻具及机上余尺，及时填入班报内并妥善保管。
4.1.3带班班长或技术人员严格丈量钻孔深度和孔内反水粉末的颜色，做好第一手资料的准确记录，为确定断层产状提供真实、可靠的依据。
4.1.4下钻时认真检查钻具，有弯曲，磨损严重不得使用，接钻杆前应对钻杆吹孔，接钻杆时要缠麻。如需更换钻头必须在钻孔开孔前进行更换。
4.1.5下钻要稳，避免冲撞。遇阻时应及时提钻，排除障碍，钻具距孔底1.0m时,进行先冲孔后钻进。
4.1.6加钻杆前，尽量把孔内岩粉冲净，并提钻杆，使钻头离孔底0.5m以上方可加钻杆。
4.1.7钻机钻进时，若遇松软岩层，要慢速适当加压法钻进，遇石灰岩等岩层比较硬时，要轻压，快速法钻进。
4.2 注浆施工工艺
4.2.1注浆材料
选用新鲜PO.42.5R水泥；水玻璃模数M取2.8～3.1，波美度38-40 Be′；化学浆采用尿醛树脂。
4.2.2注浆设备
注浆使用2TGZ-210/60型和XPB-90E型注浆泵,水泥浆采用风动制浆机搅拌，保证搅拌均匀无凝结现象。
4.2.3注浆管路
用φ25mm高压胶管连接注浆泵和孔口管。
4.2.4注浆方式
工作面预注浆采用分段前进式注浆，遇水就注，再扫孔复注直至终孔位置。
在钻孔时，若孔内出水或岩层松散，无法钻进时则停钻，撤钻杆，进行注浆；待注浆结束6h后再开孔，依次循环钻进、注浆。
4.2.5注浆站布置
注浆站设在已施工的巷道内，布置注浆泵一台，铁桶两个，分别盛浆液及清水。采用袋装水泥，水玻璃等运至工作面。制造浆液时，水泥必须过筛，浆液必须搅拌均匀，方可输入贮浆桶内，贮浆桶内浆液用风动搅拌器搅拌，防止沉淀。每孔注浆要连续不断，达到结束标准后方可停注。
4.3锚网喷施工工艺
采用MQT-120型气动锚杆钻机打安拱部锚杆，用YT-29型风钻打安两帮锚杆。采用JPS6IH型湿式喷射机，人工操作喷头。掘进后安装锚网初喷砼厚50mm左右，然后分层喷射达设计厚度。
喷射砼所用的水泥、水、骨料、外加剂的质量必须符合设计要求，混合料的配比准确，砼搅拌机拌料，随拌随用，喷射前必须找掉危岩，冲洗岩帮重新找线，确保设计尺寸。喷浆应将喷头垂直岩面，喷头距岩面以1.0～1.2m为宜，并根据实际情况调节风量及水和料的配比，以达到最佳效果，减少回弹，同时做好回弹料的回收利用工作。喷砼必须安排专人照灯、指挥，成型后巷道应达到墙体平直，拱部圆顺，坚持挂线喷浆制度，喷浆顺序应先墙后拱，螺旋状喷射。
5.结语
本防水大坝工程，由于防水等级较高，要求围岩及充填体不能有裂缝、空隙，围岩必须稳固，经过专家论证，采用扩刷前围岩注浆加固+扩刷后锚网喷加固围岩+大坝混凝土充填后进行注浆加固充填体综合加固技术。即实现了安全生产也达到了防水大坝要求的防水围岩稳定等级。在同类工程中有较好的推广前景。
参考文献
【1】 张永成.注浆技术.北京：煤炭工业出版社.2012年08月?.
【2】 郝哲.岩体注浆理论与应用.北京：地质出版社.2006.12.
作者简介:张鹏 1986年3月16日出生 工程师 本科 中煤第七十一工程处有限责任公司生产管理部部长