变电所返修加固方案.docx

1、变电所返修加固方案31 采区变电所返修加固方案1修复方案简述31采区变电所一侧（13.74m）为-420轨道大巷，另一侧（9m）为-420北翼 胶带大巷。根据九矿围岩结构特点以及围岩修复要求， 结合现场考察，两帮浆皮 开裂脱落，造成外层防护材料变形破坏；因此， 31变电所的修复方案是：主动支护：深浅交错注浆+双作用双作用锚索包括以下几点：支护方案：深浅交错注浆。（1） 控制注浆压力与浆液流动性硐室围岩表面松动破坏程度大，裂隙发育明显，因此应采用浓度较大的浆液， 注浆压力应小些；而深部岩体相对较为完好，应采用较高的注浆压力及浓度较小 的浆液，注浆压力应大些。（2） 注浆深度注浆之前，应采用钻孔窥

2、视仪对硐室围岩裂隙发育情况进行观察， 以确定深孔及浅孔注浆的范围。（3） 注浆工艺合理的注浆工艺是保证注浆效果的关键，因此应选择有经验的注浆队伍进行 施工。（4） 底板深浅自钻式注浆锚杆加固。支护：双作用双作用锚索（1） 改善矿柱受力状态双作用双作用锚索采用两端施加预紧力的方法， 在矿柱两侧施加预紧力，使 其处于三向应力状态，提高矿柱的承载能力；另外双作用锚索的护表构件能够使 预紧力向硐室表面扩散。（2） 钻孔质量要求钻孔平直，不允许出现歪斜等。（3）钻孔注浆锚索植入钻孔后，要进行灌浆。（4）张拉时机 待水泥浆凝结后，要进行张拉至给定的预紧力。2 硐室修复加固的技术路线1）围岩破坏范围测试；2

3、）深浅交错全断面注浆；3）双作用双作用锚索3 方案实施的关键（1）围岩破坏范围测试有效确定围岩的变形破坏范围， 为注浆加固参数确定、 锚杆支护、 锚索支护 参数设计确定提供依据。测试仪器：钻孔窥视仪在观测的基础上， 描述硐室围岩的裂隙发育情况， 并根据围岩裂隙发育情况 将硐室围岩变形情况进行分类。（2） 深浅交错注浆 根据研究，提高硐室围岩破裂后的残余强度是影响围岩稳定的一个关键因 素。从破裂围岩而言，控制残余强度的主要因素是提高弱面的连接，实验表明： “锚杆注浆 ”联合的手段在控制围岩残余强度方面有比较有效的作用。 同时围 岩注浆亦有利于锚杆、锚索支护作用的发挥。关键：浆液扩散的范围， 即注

4、浆参数的确定。 注浆参数的确定并不需要把硐 室围岩的松动区域全部注浆， 其最佳的结果是锚固区域全部注浆， 锚固区外可留 一个变形空间。（5） 变电所围岩的加固关键施工（注浆、双作用锚索）是关键；4支护方案设计4.1加固支护形式变电所采用深浅交错注浆+底板注浆+双作用锚索支护形式。4.2支护材料及参数将变电所硐室内活动浆皮清理干净，确保后续施工安全。施工前必须搭好工作台。前期准备完成后，再将变电所内松动的混凝土喷 层去掉，施工顺序为先顶后帮。4.2.1锚索参数锚杆挂网完毕后后，对 巷道全断面补打锚索进行 加强支护，间排距1400X1400mm,顶帮锚索规格为 21.8 ：7300mm,每根锚索用

5、4支Z2360型树脂 锚固剂锚固。全断面布置 3根锚索。锚索垫板采用16mm厚钢板加工，规格为 300X300mm。锚索支护设计断面如图4-1 (b)所示。锚索，21.8 X 7300mm，间排距 1400 X 2100mm，用 4 支 Z2360 型树脂锚固剂锚固。-420轨道大巷 31变电所 -420北翼胶带巷图4-1锚索支护设计断面图4.2.3注浆参数采用深浅结合的方式注浆，注浆锚杆布置如图 4-2(a)所示，二者交错布置, 孔间排距定为2.1 X2.1m，轴向布置如图4-4(b)所示。注浆锚杆采用无缝钢管， 壁厚3mm，直径 32mm，深孔注浆锚杆长度4000mm,短孔注浆锚杆长度18

6、00mm，注浆锚杆加工见图4-2(b、c)。注浆锚杆杆尾选用A3薄钢板，规格为 26mm x 4mm与杆体焊接在一起。止浆塞采用快硬水泥药卷水泥玻璃止浆； 每孔 一卷，选用KBY 50/70注浆泵，公称流量50L/min，公称压力0.57Mpa;注 浆管路采用25mm高压胶管及1寸多层胶管，应保证管路连接安全快速、可靠。深孔注浆采用C-S注浆浆液，浆液由水泥浆、水玻璃、粉煤灰和其它添加剂 组成，水泥浆比重为1.5-1.7g/m3，水泥采用425#普通硅酸盐水泥，水玻璃模数 在4.0-5.0之间，浓度38-40波美度。长孔注浆压力1MPa左右，单孔注浆时间不 低于30min。浅孔注浆浆液选用单液

7、水泥浆，采用 425#普通硅酸盐水泥，水灰比为0.6:10.7:1,单孔注浆压力23Mpa，单孔注浆时间不低于 20min。底板然后S25/5型号的自钻式中空注浆锚杆进行注浆加固。 该种类型锚杆极限拉力大于210KN，杆体外径与壁厚分别为25/5mm，钻孔直径42mm,如图4-2(d)所示。长注浆锚杆,32L4000短注浆锚杆, 32L1800S25/5自钻式注浆锚杆，长度1.8m,钻孔直径42mmS25/5自钻式注浆锚杆，长度4m钻孔直径42mm(a)注浆锚杆布置断面图挡环38(b)短注浆锚杆加工图挡环386注浆孔卜1 1 500 1Y 2003900(C)长注浆锚杆加工图白由段连惓需 时中

8、器(d )预应力自钻式注浆锚杆图4-2变电所注浆锚杆布置图4.2.4双作用双作用锚索锚索在双作用时，必须按要求进行组装，每组4根15.24mm的钢绞线，利用固定环每0.8米均匀地绑扎在固定环的四周，每隔一个内外组装， 4根锚索的前端必须用20mm的塑料管套上5米，作为锚索的预应力段，进行双向锚固。双作用锚索的加工图见设计图 4-3(a)所示，截面如图 4-3(b)所示。锚具采用(a)双作用锚索作用示意图钻孔A A(b)双作用锚索A-A截面示意图1-夹片；2-锚板；3-锚垫板；4-螺旋筋；5-波纹管；6-预应力筋锚热板-A X B X C=165 X 120X 93;波纹管内径 C=55;锚板

9、EX F= 05 X 55;锚垫板，安装孔距120mm，安装孔径 M10，张拉千斤顶型号 YCW100B。(C)锚具构造图图4-3双作用锚索设计图双作用锚索的长度为变电所与马头门侧(20.5m)、变电所与绕道(18.2m) 之间岩柱的宽度，进行双向锚固。三花型布孔，水平间距 2.1m，竖直间距2m 底板以上1m为第一层锚索钻孔，水平钻进20.5m；底板以上3m为第二层锚索钻 孔,主要控制巷道肩窝部分。双作用锚索布置如图 4-4所示。(a)双作用锚索断面布置图G锚索对穿锚索短注浆锚杆长注浆锚杆il0 马 /.2100/ / dn/ rI, 2100T 2100 2P 二锚索，21.8 x 730

10、0mm，间排距 1400 x 2100mm，用 4支 Z2360 型 树脂锚固剂锚固。-420轨道大巷31变电所-420北翼胶带巷(b)硐室轴向双作用锚索布置图图4-4双作用锚索、锚杆、锚索布置图425双作用锚索的施工工艺及参数1)施工工艺1首先利用锚索钻机进行打孔，井下现场进行双作用锚索，利用人力下入钻 孔内。2锚索在双作用时，必须按要求进行组装，每组 4根15.24mm的钢绞线，利用固定环每0.8米均匀地绑扎在固定环的四周，每隔一个内外组装， 4根锚索 的前端必须用20mn的塑料管套上5米(可根据双作用锚索长度进行调整)，做 为锚索的预应力段。3双作用锚索在放入钻孔时必须把 10m m的塑

11、料管邦在前端，用于排出空 气。4以上工作完成后，必须人工检查排气管是否通畅，然后利用大块破布进行 孔口的封闭，在孔口封闭前必须把孔口注浆管放好，用于钻孔注入砂浆5用于排气的塑料管的一头插入装有水的塑料瓶内， 在注浆时观察钻孔内返 出的气泡是否已注满了砂浆。当塑料瓶内返有灰浆时停止注浆。6注入砂浆时压力控制在0.6-0.8MPa，不能大于1MPa防止把注浆泵胶管 注坏。7锚索钻孔注满后 4 小时后，除去注浆插管， 用砂浆处理平孔口部分， 以便 进行锚索托盘固定，根据副井的地层岩石情况， 双作用锚索砂浆注满后， 等待砂浆凝固 3-5 天后 进行锚索的张拉，本次设计双作用锚索的预应力为 40吨。压力

12、表上显示 20MPa。在双作用锚索的注浆达到凝固期后， 进行双作用锚索张紧顺序。 首先安装槽 钢20在安装上锚索垫板（400X 400X 20）, 上好锚索锁具，利用千斤顶张紧锚索， 张紧力40吨，在手动油泵压力表上显示 20MPa达到设计要求。 2）注浆参数的确定（ 1 ）注浆压力根据硐室的围岩性质、含水性、构造发育程度、静水压力、机电硐室的注浆 压力采用下列公式进行计算：Pc=P0+（58）式中：Pc注浆终压；P0受注点的静水压力， Mpa;58 注浆压力系数，Mpa。参数选择：注浆系数选取平均值即 0.65Mpa所以 Pc=3.87+0.65=4.52 因水变电所硐室现为喷砼， 强度较低

13、， 为避免压力过大造成喷体开裂、 跑浆 等因素，注浆压力到34Mpa即可。（2）浆液的扩散半径 浆液的扩散范围是依据注浆围岩的岩性确定的，因硐室围岩主要由砂质泥 岩、细纱岩、硅质泥岩、煤等组成，扩散半径按 1.5m 考虑，这样在搭建工作台的范围之内，便于注浆、堵漏工作的开展。（3） 浆液性质及浆液浓度浆液性质选择依据不同的要求来选择， 此次为硐室壁后加固注浆，从注浆性质选择水泥单液浆注浆施工。浆液浓度根据水变电所硐室的地质条件、 开裂程度，本次注浆选用中等浆液浓度的浓度配比，即水灰比0.5:11:1。为增加水泥单液浆的渗透性及结石体强度， 选用NaCI和三乙醇胺作为水泥单液浆附加剂，用量分别为

14、水泥重量的 3%和0.3%。（4） 跑浆严重时采取的措施跑浆严重时，采取水泥一水玻璃双液浆液进行堵漏处理。 浆液的体积比选择在1:0.21:0.5之间即可。（5） 注浆材料的选择注浆加固须使用P.O42.5新鲜普通硅酸盐水泥。426单位长度工程量单位长度所需物料及造价见表4-1，由表可知，单位工程量直接费用为2341.87 丿元。表4-1变电所加固物料一览表序号名称型号单位每排数每m数单价（元）金额（元）1长注浆锚杆 32 X 4000mm套41.9030.0057.14短注浆锚杆 32 X 1800mm个52.3813.6632.53水玻璃（kg）模数在4.0-5.0之间，浓度38-40波美

15、度kg7.73.670.953.16底板自钻锚杆S25/5-1800套31.4323.0032.86底板自钻锚杆S25/5-4000套20.9521.0020.00注浆水泥（kg）425 #硅酸盐水泥kg1481.92117.000.601270.202组合锚索用钢 绞线（轨道大巷侧）4 15.24L13.7mm54.878.295.73448.61组合锚索用钢绞线（绕道侧）4 15.24L8.89mm35.5650.805.73291.10OVM锚具OVM15-4个22.8617.0048.57:塑料注浆管$ 10m5071.431.2085.71塑料挡环$ 80个2637.141.0037.14注浆水泥425kg17.324.710.6014.83合计2341.87