方德求，漳立永，徐學(xué)志

（銅陵有色金屬集團(tuán)銅冠礦山建設(shè)股份有限公司，安徽銅陵244000）

管棚預(yù)注漿超前支護(hù)在斜坡道施工中應(yīng)用

方德求*，漳立永，徐學(xué)志

（銅陵有色金屬集團(tuán)銅冠礦山建設(shè)股份有限公司，安徽銅陵244000）

KINSENDA銅礦恢復(fù)斜坡道工程入口段屬于強(qiáng)風(fēng)化軟巖，巖石中富含飽和水，極其松軟，極易坍塌，施工初期采用短掘短砌的方法沒(méi)有成功，后采用管棚預(yù)注漿超前支護(hù)施工方法，實(shí)現(xiàn)了安全、快速、優(yōu)質(zhì)、高效施工，為以后類似圍巖斜坡道的施工積累了工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

斜坡道；管棚預(yù)注漿；超前支護(hù)；施工方法

1 工程概況

KINSENDA銅礦位于剛果金東南部的KATANGA省境內(nèi)，距贊比亞邊境約5km，距Kasumbalesa鎮(zhèn)約25km。20世紀(jì)70年代，日本財(cái)團(tuán)建立了KINSENDA銅礦，從事礦山的開(kāi)采，1983～1987年，先后由加拿大公司、剛果金國(guó)有Sodimico公司，代表政府從事礦山的生產(chǎn)和管理，從1993年開(kāi)始，整個(gè)礦山停產(chǎn)。2005年年底，Metorex公司獲得了礦山75%的所有權(quán)，之后著手恢復(fù)礦山的生產(chǎn)，本斜坡道工程為礦山恢復(fù)工程之一。

該斜坡道從地表塹溝起向下掘砌一條凈斷面為5m×5m、坡度為8°、長(zhǎng)度約1240m的斜坡道，包括一段螺旋斜坡道、3個(gè)避難硐室以及若干裝載硐室、會(huì)車(chē)硐室等工程。斜坡道入口段圍巖極其風(fēng)化，主要由長(zhǎng)石高嶺土化形成的灰白色泥狀物、石英顆粒、黑云母碎屑及少量褐色礦物組成，未沙化的原巖殘余結(jié)構(gòu)清晰，部分手可掰斷，大于2mm的顆粒物約占70%，粘性差，強(qiáng)度極差，遇水即軟化崩解，該段圍巖從工程鉆資料分析約100m。

2 施工方案

因斜坡道入口段圍巖穩(wěn)定性極差，且施工時(shí)當(dāng)?shù)卣幱谟昙荆ǔ５亩叹蚨唐鍪┕し椒ú荒鼙ＷC圍巖不出現(xiàn)大范圍垮塌，為確保施工安全，經(jīng)過(guò)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較，確定采用管棚預(yù)注漿超前支護(hù)的施工方案，每段管棚長(zhǎng)度為21m。

3 施工工藝

按設(shè)計(jì)圖紙施工護(hù)坡并采用錨網(wǎng)噴加固護(hù)坡，留防洪溝，形成斜坡道入口開(kāi)挖工作面。

3.1 止?jié){墻施工

放斜坡道中心線，以此為基準(zhǔn)澆筑止?jié){墻，止?jié){墻高度超斜坡道凈高2.5m，寬度超凈寬4.0m（左右各2m），墻腳厚度為1.2m，墻頂厚度為0.45m，墻基礎(chǔ)深500mm，墻砼標(biāo)號(hào)為C20，墻與工作面之間采用毛石砼充填。

3.2 明斜坡道施工及孔口管埋設(shè)

明斜坡道為雙層鋼筋砼，主筋為?25mm，輔筋為?20mm，網(wǎng)格間距均為250mm，砼標(biāo)號(hào)為C25，厚度為450mm，基礎(chǔ)為400mm，縱向長(zhǎng)度為2m。明斜坡道施工采用在南非加工的成品鋼支架作為拱架，模板采用鋼模板，拱架之間用?22mm圓鋼連接，拱架間距100cm。用?150mm×6mm×2000mm的無(wú)縫鋼管作為孔口管，置于模板中，用槽鋼等作為支架，支起200mm，孔口管間距為400mm，孔口管安裝時(shí)頂部角度為7°，方向與斜坡道一致，兩幫徑向角與斜坡道角度一致，外向角為1°，然后將孔口管與槽鋼支架焊接固定，孔口管埋設(shè)位置與設(shè)計(jì)位置的上下、左右允許偏差為±5cm。明斜坡道預(yù)埋孔口管斷面見(jiàn)圖1。砼澆筑過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)振搗，同時(shí)避免人員和振動(dòng)棒在操作過(guò)程中擾動(dòng)孔口管。

3.3 搭設(shè)鉆機(jī)平臺(tái)及操作平臺(tái)

平臺(tái)采用腳手架搭設(shè)，強(qiáng)度應(yīng)滿足承受機(jī)具、材料、人員荷載要求，連接牢固、穩(wěn)定，防止施鉆時(shí)出現(xiàn)不均勻的下沉、位移，影響鉆孔的質(zhì)量。鉆機(jī)平臺(tái)高度以鉆機(jī)的可調(diào)控范圍以及鉆孔順序來(lái)確定，由于鉆機(jī)順序按高孔位向低孔位進(jìn)行，平臺(tái)位置相應(yīng)自上而下逐步降低，以滿足鉆孔需要，操作平臺(tái)高度以人員操作方便來(lái)確定。

3.4 鉆孔

（1）鉆孔采用MKQJ120/40型柱式潛孔鉆機(jī)，鉆頭采用?130mm的合金鋼鉆頭，為防止鉆進(jìn)時(shí)鄰孔塌孔或竄孔，先鉆奇數(shù)孔，后鉆偶數(shù)孔。

（2）開(kāi)孔時(shí)要低壓慢鉆，以便控制鉆孔方向，待成孔2m后逐步提高風(fēng)壓和鉆進(jìn)速度。如果遇到硬巖，應(yīng)高壓低速鉆進(jìn)，如果遇到軟巖，應(yīng)降低風(fēng)壓并控制鉆進(jìn)速度，及時(shí)洗出巖粉巖屑，以免卡鉆。

（3）圍巖較好時(shí)可以一次成孔，若圍巖差出現(xiàn)嚴(yán)重卡鉆甚至塌孔時(shí)，應(yīng)立即退鉆并封孔注漿，待漿液凝固后再重新開(kāi)鉆。

（4）鉆孔時(shí)經(jīng)常測(cè)量孔的角度，誤差控制在0.5°以內(nèi)，發(fā)現(xiàn)誤差超限應(yīng)及時(shí)糾正，至終孔仍然超限應(yīng)封孔，原位重鉆。

（5）孔深應(yīng)比管棚鋼管長(zhǎng)1～2m，以便容納埋管時(shí)孔內(nèi)堆積的巖屑，保證管棚管埋深能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（6）認(rèn)真填寫(xiě)鉆孔記錄，除記錄鉆孔深度、方向角外，因及時(shí)分析每孔巖屑、出水和鉆進(jìn)速率等要素，以達(dá)到超前探測(cè)圍巖的目的，從而指導(dǎo)斜坡道施工。

（7）孔鉆完后進(jìn)行清孔。

3.5 管棚加工及安裝

3.5.1管棚加工

管棚在現(xiàn)場(chǎng)加工，材料采用?108mm×6mm無(wú)縫鋼管，節(jié)長(zhǎng)為3m和6m二種規(guī)格，鋼管上交錯(cuò)鉆?16mm的注漿孔，注漿孔間距15cm，梅花型布置，奇數(shù)孔第一節(jié)鋼管長(zhǎng)3m，偶數(shù)孔第一節(jié)鋼管長(zhǎng)6m，每孔第一節(jié)鋼管端頭加工成錐型，長(zhǎng)為10cm，在距孔口1.1m內(nèi)不鉆注漿孔，作為止?jié){段，管棚鋼管見(jiàn)圖2。

3.5.2 管棚安裝

首先用裝載機(jī)吊起第一節(jié)鋼管，人工進(jìn)行對(duì)孔、推頂，如人工無(wú)法推頂鋼管進(jìn)孔時(shí)，采用裝載機(jī)頂管，當(dāng)?shù)谝还?jié)鋼管還剩1.5m左右，將第二節(jié)鋼管采用內(nèi)套管方式與第一節(jié)鋼管焊接連接，焊接時(shí)必須確保二根管同軸心，連接結(jié)束后用門(mén)式架搭設(shè)臨時(shí)支撐點(diǎn)再用裝載機(jī)頂管，當(dāng)?shù)诙?jié)鋼管頂進(jìn)還剩1.5m，再用上述方法將第三節(jié)鋼管與之相連接并頂管，以此類推，完成管棚管的接長(zhǎng)和安裝，安裝結(jié)束后進(jìn)行臨時(shí)封口，每鉆完一孔便安裝一根管棚且相鄰管棚鋼管接頭至少錯(cuò)開(kāi)1m。

3.6 注漿

3.6.1 注漿目的

通過(guò)注漿，在斜坡道開(kāi)挖輪廓線外形成注漿加固圈，達(dá)到堵水和加固圍巖的目的，同時(shí)通過(guò)注漿提高圍巖自穩(wěn)時(shí)間和強(qiáng)度，根據(jù)注漿效果指導(dǎo)下步開(kāi)挖及支護(hù)措施。

3.6.2 注漿材料

采用PO32.5水泥，水泥漿水灰比控制在（0.5∶1）～（1∶1）之間，水玻璃的濃度為35～45Be，模數(shù)為M= 2.4～3.0。

3.6.3 注漿順序

注漿順序按由外到內(nèi)，由下到上進(jìn)行，即先注下部孔，后注上部孔，注漿過(guò)程中，進(jìn)行隔孔注漿，每次隔一序孔，然后逐步趨近，后序孔作為前期孔的檢查孔。

3.6.4 制漿

在攪拌機(jī)開(kāi)動(dòng)的情況下，加入定量清水，然后按配合比加入原材料，連續(xù)攪拌3min后通過(guò)鋼絲網(wǎng)過(guò)濾進(jìn)入蓄漿桶中，在蓄漿桶內(nèi)進(jìn)行二次攪拌后，供注漿使用，漿液必須在10min內(nèi)注入孔內(nèi)，不能存漿過(guò)多，影響注漿效果。 3.6.5 壓水試驗(yàn)

在正式注漿前用3MPa的壓力壓水檢查，其目的是：檢查管路是否連接正常，是否耐壓，有無(wú)漏水現(xiàn)象，測(cè)定注漿壓力損失情況，確定注漿終壓，將巖層裂隙內(nèi)的充填物擠壓至注漿范圍以外，增加注漿效果。

3.6.6 注漿

首先根據(jù)壓水試驗(yàn)及圍巖的裂隙發(fā)育情況估算單孔注漿數(shù)量，然后用1臺(tái)2TGZ-60/210X注漿泵進(jìn)行注漿，注漿壓力控制在0.5～2.0MPa。注漿時(shí)，先用水灰比0.5的漿液試注，當(dāng)注漿正常后采用1∶1水灰比漿液注漿，如遇地下水發(fā)育、圍巖破碎可添加水泥漿液體積5%的水玻璃。注漿時(shí)要隨時(shí)觀察泵壓及注漿數(shù)量，以分析注漿是否正常，如單孔注漿量過(guò)大，仍達(dá)不到終壓的要求，可暫停該孔注漿，過(guò)4～6h用鉆機(jī)清孔后再繼續(xù)注漿，注漿時(shí)要嚴(yán)防堵管，影響注漿質(zhì)量。

3.6.7 注漿結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)

單孔注漿壓力逐步升高并穩(wěn)定在設(shè)計(jì)終壓(2.0MPa)，進(jìn)漿量下降至5L/min,繼續(xù)注漿10min即可停止注漿。

3.6.8 清洗

達(dá)到結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)后，停止注漿，隨即卸下注漿設(shè)備、設(shè)施，并用清水清洗干凈。以保證下次注漿順利進(jìn)行。

4 施工效果

KINSENDA銅礦恢復(fù)斜坡道工程，由于選擇的施工方案合理，編制的技術(shù)措施嚴(yán)謹(jǐn)適用，方便操作，各工序均得到有效控制，基本上實(shí)現(xiàn)了正規(guī)循環(huán)作業(yè)，從而在確保安全的前提下提高了工作效率。斜坡道入口段100m從2014年3月5日施工到5月10日結(jié)束，比業(yè)主要求工期提前了11d完成，同時(shí)工程質(zhì)量達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，獲得業(yè)主好評(píng)。

U455.49

B

1004-5716(2015)09-0165-03

2015-04-21

2015-04-27

方德求（1962-），男（漢族），安徽銅陵人，工程師，現(xiàn)從事井巷工程施工技術(shù)及管理工作。