深水平變電所及泵房頂底板加固實踐分析

陸新龍

（冀中能源峰峰集團辛安礦，河北邯鄲056200）

1 工程概況

辛安礦位于邯鄲峰峰礦區，交通便利，斜井開拓，地面標高+170m，11216采區變電所及泵房水平為-600m，變電所及泵房長度均為25.5m，規格均為4.5×3.4m，支護為錨網噴+U鋼+砼澆筑，由于埋藏較深，巷道布置較為集中，地應力疊加，巷道支護強度相對較小，支護多為被動支護，因此，造成巷道支護困難，變形速度較快。為更好地解決支護問題，為巷道的利用、安全生產創造有利條件，現采用一項支護新技術即錨注加固技術，對巷道底板進行加固支護，達到良好的支護效果。

2 總體方案

根據現場情況及地質資料，11216水泵房位于大煤底板，變電所位于大煤直接底板中，頂板部分為大煤層，底板均為粉砂巖，采取有效辦法克服巷道變形，提高支護強度，變被動支護為主動支護，現采用新的錨注支護新技術，具體如下：

①首先對失修硐室進行整修，使之達到使用要求。

②對頂幫進行錨注支護施工：錨索采用排式布置，排距1.5m，每排布置7根，孔深8.1m，安裝8.3m×21.8mm錨索（見布置圖），同時在錨索孔內安裝注漿管，對錨索孔進行壓注化學注漿材料，使錨索形成全長錨固，使圍巖與錨索膠結在一起，最大效率發揮錨索的作用。

③對底板進行錨注施工：錨索采用排式布置，排距1.5m，每排布置3根，孔深10m，每孔安裝3根12.5m×17.8mm錨索（見布置圖），同時在錨索孔內安裝注漿管，對錨索孔進行壓注化學漿，使底板巖石與錨索膠結為一體，從而起到很好的支護作用。底板錨索施工完成后，對底板進行二次注漿（6m），使巷道底板更加致密、堅固、持久。

④對硐室頂幫進行噴漿，對底板進行澆筑砼材料。

3 工程設計及施工

3.1 工程設計

3.1.1 頂幫錨索布置

錨索采用排式布置，排距1.5m，每排布置7根，孔深8.1m，頂部中間錨索位于中心線上，幫部錨索距底板0.8m，其余錨索兩側均勻布置，錨索采用直徑21.6mm，長度8.3m，注漿管采用直徑為6mm銅管，長度2.5m，托盤選用300×300×16鐵板。變電所長度為25.5m，可布置17排，計119根錨索；水泵房錨索布置與變電所相同，水泵房長度25.5m，布置17排錨索，計113根錨索，在泵房壁龕內增加錨索布置，計22根。

錨索孔采用錨索鉆機施工，開孔直徑為35-42mm，深度2m，其內6.1m直徑為28mm。

3.1.2 底板錨索布置

變電所：錨索采用排式布置，排距1.5m，每排3組，其中巷道中間1組垂直底板，兩側錨索距幫0.5m，外擺15°，錨索間距1.75 m，孔徑φ90mm，孔深10.5m。變電所長度25m，布置17排錨索，計51組底板錨索。底板錨索鋼梁尺寸為：2300mm×400 mm。

水泵房：錨索采用排式布置，排距1.5m，每排3組，其中巷道中間1組和靠壁龕1組垂直底板，另外一側錨索距幫0.5m，外擺15°，錨索間距

為1.25m和1.75 m，孔徑φ90mm，孔深10.5m。水泵房長度25.5m，布置17排錨索，計51組底板錨索。底板錨索鋼梁尺寸為：2300mm×400 mm。

鉆孔布置見圖所示。

圖1 水泵房錨索布置斷面圖

錨索選用3根直徑為Φ17.8mm的鋼絞線作為一束大錨索，頭部3000mm段編制成串珠狀，以利固結，增強錨索抗拉拔力。錨索單根強度級別為1860MPa，破壞負荷350.0kN。則3根錨索其破壞荷載為1050.0kN。

圖2 水泵房錨索布置斷面圖

底板組合錨索安裝：

①選好孔位固定好鉆機，按設計要求，在底板淺部完整的前提下，用φ90mm鉆頭直接打到設計孔深；如發現塌孔或不成孔，下1根4分注漿管，進行預注漿，然后再打直至成孔。

②將已經解開順直的裝有導向帽的錨索組推送入孔直至孔底，在錨索孔內安裝2根連接的4分×3m長注漿管。用棉絲纏繞在錨索上，用鉆桿將其推至距孔口2.0m處，將深部注漿管引到孔外，用化學液漿進行封孔。

③通過預埋的深部注漿管對錨索孔深部進行注漿，注漿壓力 5～8MPa。

④錨索安裝后及時進行注漿，打一個孔，安裝一組錨索，注漿一個孔，防止串孔。

⑤注漿完成1日后，安裝底梁、大、小托盤，對錨索進行張拉，要求單根顯示壓力不小于25 MPa。

⑥錨索張拉后，對底板進行二次注漿，注漿孔間隔3 m布置一排，每排兩個注漿孔（按錨索中間布孔），孔深6 m,孔徑φ90。

3.2 鉆孔施工

3.2.1 頂幫錨索施工

鉆孔采用錨索鉆機打眼，配用直徑Φ42、Φ28 mm兩種鉆頭；注漿采用由河北同成科技股份有限公司生產的專利產品ZBQ-5/12型氣動高壓雙液注漿泵。

3.2.2 底板錨索施工

嚴格按照方案設計施工淺部注漿鉆孔，施工時傾角、間排距、孔深等參數應盡量符合設計要求，一般角度誤差不超過5°，間距誤差不超過300mm。要求鉆孔圓度要好，成孔完整。

①鉆孔機具:鉆孔使用同成公司生產的ZQJ-300/1.5型氣動鉆機。

②錨索鉆孔施工

選好孔位固定好鉆機，按設計要求，在底板淺部完整的前提下，用φ90mm直接打到設計孔深；在成孔困難時，需對底板再進行淺部注漿，注漿后繼續打孔到設計深度。

4 施工效果

施工完成后，216變電所及泵房的底鼓現象得到很大程度上的改觀，由三個月需進行一次臥底，現三個月頂底板未見明顯變化。降低了水泵泵座、開關臺的維護工作量。頂幫開裂減少，為工人的安全工作提供保障。216變電所及泵房的施工為深水平的變電所及泵房加固提供了借鑒的經驗。