跨巷挑頂風橋施工工藝及支護參數

許保飛

（山西晉煤集團趙莊二號井，山西 長治 046000）

風橋是煤礦井下一種重要的通風構筑物。為避免風流短路，在進回風巷道交叉點需設置風橋。風橋在施工過程中應結合礦井實際，結合巷道圍巖地質條件和用途，采用對生產、通風系統影響小、施工難度低、工程量小、效率高的施工技術工藝[1-4]。

1 工程概況

趙莊二號井生產能力120萬t/a，為低瓦斯礦井。2103巷為集中進風運料巷，23091措施巷為2309工作面輔助排水巷，23091措施巷與2103巷交叉處需跨巷施工風橋。2103巷為矩形斷面，采用錨網梁聯合支護，錨索補強，巷道毛寬5.2m，毛高3.5m，毛斷面積18.2m2，凈寬5m，凈高3.4m，凈斷面面積17m2?，F巷道內西幫掛有電纜，東幫掛有風水管路、風筒，且靠近東幫敷設有DSJ100/160一部皮帶。23091措施巷為矩形斷面，采用錨網索聯合支護，巷道毛寬4.5m，毛高3.1m，毛斷面積13.95m2，凈寬4.3m，凈高3m，凈斷面積12.9m2。2103巷頂板主要是深灰色泥巖、砂質泥巖、粉砂巖，局部為砂巖，頂板巖層強度在20.4～97.4MPa之間，加權平均強度為49.1MPa。

2 施工工藝

傳統跨巷挑頂風橋施工，一般采用跨巷風橋兩側巷道先貫通，再挑頂施工風橋，采用爆破法破巖，人工出矸，單體柱臨時支護。為節約施工時間，加快施工進度，盡快形成獨立通風系統，對23091措施巷跨2103巷風橋施工工藝進行改進。風橋施工采用分段施工，采用光面爆破破落巖石，掘進機出矸回填巷道低洼處，錨桿鉆車進行臨時支護和永久支護。先施工2103巷西側，在距2103巷巷口西側9m處開始挑頂施工23091措施巷，施工坡度為24°；23091措施巷西側與2103巷貫通后，再施工2103巷東側，在距2103巷東側巷口9m處開始挑頂施工23091措施巷，施工坡度為24°，挑頂至風橋正上方時，按坡度0°施工正上方并與2103巷西側挑頂處貫通（如圖1所示）。施工要求如下：

（1）挑頂施工前，在2103巷風橋下方施工磚墻處進行掏槽并砌筑磚墻。2103巷西側掏槽為23091措施巷與2103巷交叉點處西側兩邊角以及基礎，兩邊角掏槽寬度500mm，長度500mm。2103巷東側掏槽為2103巷東側與23091措施巷貫通點處整個幫部，掏槽長度5.5m，掏槽深度500mm，掏槽高度隨磚墻砌筑高度掏槽且滿足平臺搭設板梁要求。磚墻掏槽基礎深度為底板下500mm。磚墻砌筑后，對磚墻靠近23091措施巷的墻面及墻面兩側23091措施巷兩幫1排噴漿封閉。

（2）掏槽施工時，同時隨掏槽高度施工寬500mm、高3m磚墻，兩道磚墻間距為5200mm。磚墻之間使用道木和板梁搭設3組共6個木垛，木垛高度為3m，與磚墻齊平。木垛搭設完成后，在木垛與磚墻上方密鋪兩層板梁形成風橋臨時平臺，兩層板梁“十”字交叉鋪設。木垛及平臺的道木、板梁使用扒釘兩兩固定，木垛與平臺的板梁使用扒釘固定并用雙股10#鉛絲捆綁，保證牢固可靠。板梁搭設的平臺上方需鋪設一層廢舊皮帶，方便清理矸石且防止矸石從平臺漏下，平臺南北方向安設護網。

（3）風橋挑頂施工完成后，清理浮矸拆除木垛與平臺，繼續掏槽并砌筑磚墻至3.6m高度。滿足高度要求后，風橋墻上搭由道夾板連接的22kg/m軌道，長度分別為4m和2.2m，間距500mm。其中墻體南北兩端間距350mm各布置兩根，軌道兩端搭在墻體上的長度為500mm，軌道上下各鋪設一層Ф6.5mm鋼筋網，規格為2000mm×1100mm。軌道鋪設完成后，在軌道下部搭設模板，采用C25混凝土對風橋上部進行澆注，風橋橋面共厚400mm。

（4）風橋施工完后，對風橋上部及前后10m的23091措施巷頂幫、風橋下部磚墻及磚墻南北兩側各5m范圍內的2103巷頂幫進行噴漿封閉，噴漿厚度100mm，強度不低于C20。

圖1 風橋施工參數圖（單位：mm）

3 挑頂段支護參數

風橋斷面為扇形拱斷面，毛寬4.2m，毛高3.1m，凈寬4.0m，凈高3.0m，起拱高度1.0m，拱高2.1m，風橋橋面上方毛斷面積為11.13m2，凈斷面面積為10.28m2。風橋采用“錨+網+噴”支護，錨桿采用Ф22×2400mm高強度左旋無縱筋螺紋鋼錨桿，矩形布置，間距800mm，排距800mm。每根錨桿采用MSK2335和MSZ2360錨固劑各一支，鉆孔直徑28mm，鉆孔深度2300mm，錨固長度1675mm，頂幫錨桿錨固力不小于150kN，預緊力矩不小于400N·m。配套錨桿托盤采用150×150×8mm的拱形高強度金屬托盤，錨桿與巖面垂直布置。錨索采用MSS-1-22-8400，間距2000mm，排距1600mm，采用三支錨固劑，樹脂加長錨固，角度與頂板垂直，尾部有配套鎖具，錨索托盤為300×300×16mm高強度可調心托盤，錨索預緊力不小于300kN。網片采用Ф6.5mm的鋼筋焊接而成的鋼筋網，網片規格為2.0×1.1m，網孔規格100×100mm，網與網之間采用勾接法聯接，勾接長度為100mm。如圖2所示。

圖2 風橋挑頂段支護圖（單位：mm）

4 結 語

采用分段施工，先施工23091措施巷西側與2103巷貫通，再施工23091措施巷東側上山掘進挑頂風橋，與2103巷跨23091措施巷風橋上方貫通，形成挑頂風橋，采用木垛和“十”字板梁搭設工作面平臺，保證了施工安全，提高了施工效率。

在風橋墻上鋪設由道夾板連接的軌道和鋼筋網，軌道下搭設模板，采用C25混凝土對風橋上部進行澆注，并對風橋上部及前后23091措施巷及南北兩側的2103巷進行噴漿封閉，保證了風橋的密閉性，未出現漏風現象。