1 錨注聯(lián)合加固機理
軟巖巷道的維護一直是煤礦生產(chǎn)建設(shè)中的難題,在軟巖內(nèi)布置巷道和硐室,圍巖變形量大,穩(wěn)定性差,不僅施工困難,而且屢遭破壞,往往需要反復(fù)維修,嚴(yán)重影響礦井的正常生產(chǎn)和安全狀況。對于軟巖巷道的支護,國內(nèi)外尚無任何可“包治百病”的萬能支護方法,只能“對癥下藥”;采用的支護措施,只有滿足其變形力學(xué)機制的要求,才能取得良好效果。
被動性支護方式中,剛性支架、碹體等支護體,由于讓壓性能極低,根本不能適應(yīng)軟巖巷道的圍巖變形規(guī)律的要求;而以U型鋼為代表的各種可縮性金屬支架,雖有一定的讓壓能力,也因難以滿足軟巖巷道圍巖巨大變形量的要求,無法獲得滿意的支護效果。作為主動性支護方式的傳統(tǒng)錨噴支護技術(shù),也已不適應(yīng)高應(yīng)力、大變形的軟巖巷道(硐室)的控制。
近年來發(fā)展起來的錨注聯(lián)合加固支護技術(shù)是一種將現(xiàn)代注漿加固技術(shù)、柔性錨索加固技術(shù)與傳統(tǒng)錨噴支護技術(shù)有機地結(jié)合在一起的新型加固支護技術(shù)。是一種較理想的把碎巖由載荷變?yōu)槌休d體,有效改善軟弱圍巖性能的技術(shù)措施。它綜合了錨桿加固技術(shù)和注漿加固技術(shù)的所有優(yōu)點,并在此基礎(chǔ)上衍生出了許多新的特點,成為解決高應(yīng)力工程軟巖安全維護的有效手段,其顯著優(yōu)點如下:
(1)與傳統(tǒng)錨噴支護技術(shù)中噴混凝土層的作用原理相比,漿液的注入能夠明顯改善巖石的物理力學(xué)性質(zhì);漿液充填到巖石塊間的孔隙之中,使破碎巖石塊重新膠結(jié)成一體,從而提高了巖體的整體強度和穩(wěn)定性。
(2)在錨注聯(lián)合加固支護體系中,由于漿液能夠與巖體及錨桿全面接觸,將桿體內(nèi)、桿體與鉆孔間隙、周圍巖體的縫隙全部充填滿,從而形成“網(wǎng)絡(luò)”效應(yīng),如同自然界中樹木的主根與須根的共同固結(jié)作用一樣,使錨桿受力傳遞的可靠性和連續(xù)性得以充分保障,全面調(diào)動了圍巖的自身承載能力,同時使錨桿、錨索自身的加固性能得以充分發(fā)揮。
(3)注漿后桿體與地下水、空氣間的聯(lián)系全部中斷,徹底阻止了銹蝕反應(yīng),從而保證了錨桿的長期錨固能力,保證了支護體系的長期穩(wěn)定性。
(4)在錨桿、錨索和漿液的共同作用下,注漿范圍內(nèi)的所有巖石被膠結(jié)加固成一個整體圓涵,保護著整個巷道(硐室)的自由空間。
(5)長達(dá)數(shù)米的柔性錨索的加入,使錨注聯(lián)合加固支護體系中的“加固拱”厚度大增,而“加固拱”厚度的增加,從根本上為大斷面巷道(硐室)安全維護奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
