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现阶段锚杆支护技术发展情况简介

现阶段锚杆支护技术发展情况简介
现阶段锚杆支护技术发展情况简介

现阶段锚杆支护技术发展情况简介

寸录

一,技术原理介绍。

二,锚杆支护的优缺点。

三,锚杆支护技术的发展历史及国外主要产煤国锚杆支护技术概况。

四,我国锚杆支护技术的现状及改进方法。

(一),我国锚杆技术发展历史。

(二),煤巷锚杆支护快速掘进技术的缺点。

(三),锚杆支护技术的改进方法。

锚杆支护技术是现在最流行的围岩支护技术。为了更好地了解该

项技术,服务于工程技术人员和与锚杆支护技术相关产品制造者、服务提供者,本文以煤矿锚杆支护技术为例,介绍了锚杆支护技术的原理、优缺点、国内外技术状况等。另外,本文还分析了我国煤巷锚杆支护技术现存的主要问题,并结合自己的工作实

际探讨了今后锚杆支护技术的发展途径和对策。

一,技术原理介绍。

在巷道开掘后,由于岩体内部应力重新分布即围岩出现应力集中,岩体的物性状态有一个由弹性状态向塑性状态转变的过程,巷道周边围岩产生塑性变形,并从周边向岩体深部扩张,出现塑性变形区,同时引起应力向围岩深部转移,导致周边围岩松散、破碎和发生位移,从而导致巷道变形。

软岩中,岩石的膨胀和崩解主要是其所表现的主要特征。软岩围岩里多为松软的粘土质岩层,巷道开掘后,粘土岩经不同程度的浸水或风化,体积增大和相应的引起压力增大,围岩松动圈和塑性变形发展很快,给巷道稳定性带来影响,不同软岩影响程度不同即围岩性质对巷道变形和破坏有决定性的影响。所以软岩巷道

掘进时受松动圈及塑性变形的影响,巷道稳定性较差。

锚杆支护对象是围岩松动发展过程中的碎胀变形,它起到阻止变形的作用。锚杆作用于围岩松动圈或塑性区中,正常情况下,锚杆能在巷道周围被加固地段内形成一定厚度的压缩带,这不仅可防止受节理等弱面切削的岩快产生滑动,而且锚杆本身也有抗剪

销钉的作用,能有效的防止层间滑动。在这种情况下,锚固层不仅能保持自身的稳定性,而且还有可能在一定程度上承受上位岩层的载荷和抑制变形和松动。根据围岩性质和结构不同,锚杆可起到悬吊、组合梁、挤压加固拱等作用。

二,锚杆支护的优缺点。

锚杆支护技术是集理念、理论、方法、软件、材料、机具、施工工艺、监测仪器和技术规范于一体的巷道支护成套技术创新体系。现在该技术已广泛应用于煤巷、岩巷、半煤岩巷、全煤巷道、冲击地压巷道、软岩巷道、深部动压巷道、无煤柱巷道、复合和松软破碎顶板等困难条件下的支护。

锚杆支护作为一种有效的采准巷道支护方式,由于对巷道围岩强

度的强化作用,可显著提高围岩的稳定性,加之具有支护成本较低、成巷速度快、劳动强度减轻、提高巷道断面利用率、简化回采面端头维护工艺、明显改善作业环境和安全生产条件等优点,

可提高矿井的经济效益,因而成为煤矿企业矿井巷道的一种主要支护形式,代表了煤矿巷道支护技术的主要发展方向。

其缺点是它属于隐性支护,对支护质量和可靠性的监测和检测不易,有时会出现无明显先兆的冒顶事故,此外,对变形量很大的软岩、塑性较大的巷道的回采巷道,支护效果不易保证,导致巷道无法使用。

在软岩锚杆技术的推广应用和实施中,由于煤层赋存条件多样化,围岩结构复杂,部分条件顶板结构异常复杂,软弱夹层和层理十分发育,稳定性很差,极易发生离层垮冒,即使在同一巷道内顶板赋存状态也是频繁变化,构造影响随处可见,随时可遇。对于上述软岩巷道,锚杆支护不能有效的控制顶板离层,恶性冒顶事故时有发生。垮落现象频繁,安全事故时有发生。冒顶率:万分之五;事故率:五万分之一。

三,锚杆支护技术的发展历史及国外主要产煤国锚杆支护技术概况。

自1872 年英国北威尔士露天页岩矿首次应用锚杆加固边坡及1912 年德国谢列兹矿最先采用锚杆支护井下巷道以来,锚杆支护技术至今已有一百多年的历史。就目前而言,国外锚杆支护技术以澳大利亚、美国发展最为迅速,两国锚杆支护比重已接近100%,其技术水平居于世界前列。本文介绍了国外主要产煤国锚杆支护情况。

美国

美国是世界第二大煤炭生产国(仅次于中国),但按连续采煤机和顶板锚杆机的数量来分析,它的煤矿机械化程度最高。美国840 个井工矿几乎全部采用连续采煤机采煤、机械化运煤(梭车批量运输或带式连续输送)方式和顶板锚杆机支护设备。美国一半多的煤炭产量来自房柱式开采工作面,许多房柱式开采系统采用位置变换方法(place change methods )。

采用位置变换法时,连续采煤机在煤巷中掘进,当超过最后一排顶板锚杆15m时(操作人员在安全位置使用无线电遥控设备操纵连续采煤机),连续采煤机被开进另一条煤巷,此时使用一台移动式锚杆机在15m长的煤巷顶板上安装锚杆。在美国,即使是长壁工作面也采用多巷掘进系统,但在欧洲一般采用单巷掘进系统。这是美国大量采用移动式锚杆机的原因。

在加强锚杆安装作业安全的同时,美国重点注意提高锚杆安装的速度和质量。

澳大利亚

澳大利亚的51 座井工矿中,有34 座至少拥有1个长壁工作面。长壁工作面采用双巷掘进系统。长壁工作面采区煤巷掘进速度滞后是

影响澳大利亚煤炭工业发展的一个主要因素。每掘进1m煤巷,安装6根顶板锚杆和2根煤壁锚杆,每班安装锚杆100?120 根。根据不同地质条件,安装锚杆的根数也会变化。目前一些煤矿采用了安设有锚杆机的连续采煤机,但由于锚杆安装速度跟不上工作面回采速度,一些煤矿逐渐采用了位置变换开采法。

南非

一般地讲,南非大部分井工矿煤层是硬砂岩顶板,开采条件良好。

南非57 个井工矿均采用了不同的顶板锚杆安装形式,由于地质条件良好,锚杆安装作业并不构成采煤作业的“瓶颈” 。为了阻止顶板岩层的局部冒落,一些煤矿安装了严格的顶板岩层监控系统。大部分煤矿采用了房柱式开采方式,长壁工作面所占的比重不足10%。

英国英格兰剩下的17 座井工矿和苏格兰的Castlebridge 煤矿均采用顶板锚杆作为长壁工作面的主要支护方式。英国几乎不采用房柱式开采方式,由于开采深度大,长壁工作面采用单巷掘进,各工作面之间留有足够宽的煤柱。开采深度在700?1 200m的煤巷的顶板锚杆安装密度比大部分其它西部井工矿大,一般每掘进 2.4m 安装7?12 根顶板锚杆,沿每侧煤壁每隔 1.8m 安装2? 3 根锚杆。

俄罗斯

俄罗斯煤炭工业正在发生重大改革和重组,一些亏损的煤矿被迫关

闭。俄罗斯目前约有200 座井工矿,全部采用单巷长壁开采系统。西伯利亚库兹巴斯矿区的一些煤矿采用顶板锚杆(点固锚杆或点固树脂锚杆)支护形式,锚杆长度1.6?1.8m,承载能力6?8t 。随着经验的积累,这种支护系统将不断得到完善。但由于缺乏资金,对现代化锚杆支护设备的维护和改进工作进展非常缓慢。

波兰

尽管波兰是世界第4大井工矿煤炭生产国(年产量约120Mt,位居中国、美国和独联体之后),但是波兰没有一个煤矿将锚杆支护用作永久顶板支护技术。所有井工矿采用被动受力的钢型(U 型钢)支架。随着高产高效长壁工作面的采用,工作面端头的U 型钢支架的缓慢拆除速度和缓慢、昂贵的采区煤巷掘严重阻碍了工作面的回采速度。

由于缺乏操作经验、作业标准和地质条件差(尽管其它国家在相同地质条件下取得了锚杆支护作业的成功),波兰向锚杆支护技术的转变过程最缓慢。为了获得最大的煤炭回采率,采区巷道需要重复使用,这导致了顶板支护条件恶劣,不利于巷道快速掘进和工作面快速回采。

印度

印度井工矿年产煤炭80Mt,其中90%^自非机械化和半机械化(钻眼、爆破和采用侧卸式装载机装载)房柱式开采工作面。大多数井工矿采用锚杆支护方式,采用点固锚杆或承载能力为6?8t 的水泥锚杆。目前一些井工矿对连续采煤机和全部机械化房柱式开采系统感兴趣。同时全脂锚杆也将得到使用。

四,我国锚杆支护技术的现状及改进方法。

(一),我国锚杆技术发展历史。我国于20 世纪50 年代开始试用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直到1978年才开始重点推广,80 年代开始向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90 年代又向澳大利亚学习引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到较广泛的推广和应用。目前我国各种顶板支护技术并存,从梯形支架到U 型钢支架、钢梁,其中大多数主要煤矿采用了锚杆支护技术。

在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上,有些矿井甚至达到了100%,取得了较好的技术与经济效益。国内现有楔缝、涨壳、倒楔锚杆、钢丝绳或钢筋砂浆锚杆、木锚杆、竹锚杆、内涨锚杆、管缝锚杆、树脂锚杆、水泥锚杆、爆扩锚杆、预应力注浆大锚索等十几个系列品种。

(二),煤巷锚杆支护快速掘进技术的缺点。

目前,煤巷锚杆支护及快速掘进技术取得了长足的发展,锚杆支护在理论上正逐步完善,支护效果也达到预期要求,但仍然跟不上采煤技术的发展,并且在现场施工中仍存在较多问题,造成掘进速度上不去,这就需要尽快实现锚杆支护技术科学化、系统化、规范化,为更好地协调采掘关系,为矿井的高产高效建设奠定坚实的基础,从而推动快速掘进技术的全面发展。

1.1对锚杆支护机理的认识亟待提高。目前,沿用锚杆的设计方法,采用悬吊、组合梁、加固拱等理论进行计算,均是针对一般巷道提出的,还没有能针对煤巷的特定条件建立符合其特点的支护原理及设计方法,尤其是全煤及软岩条件下巷道围岩支护设计的要求。因此,目前的技术标准主要是经验性的,设计和施工中还有许多盲目性。所以有必要在进一步深入研究巷道围岩矿压显现规律的基础上,探索锚杆支护理论。

1.2锚杆与锚固剂的产品质量不过关,锚杆机具不配套。

锚杆的材质、结构与其力学性能紧密相关,锚固剂的质量指标更是决定支护可靠性的关键。我国煤矿井下使用的锚杆型式很多,但其强度、延伸率均偏低,在不能为巷道围岩提供较大的支护阻力的同时,也不能适应巷道围岩的变形,易使巷道顶板产生离层或错动。此外,因使用低性能的锚杆,不可避免地使每米巷道安装的锚杆数量偏多,而影响巷道的掘进进尺。

1.3锚杆机具不配套。锚杆机具性能是决定锚杆安装质量与施工速度的关键。澳大利亚不仅重视研制各种具体用途的锚杆结构型式,而且极为重视锚杆钻装机的不断研制更新。我国目前虽然电动、风动和液压锚杆钻机都有,但性能结构不尽合理,零部件质量和整机性能都急需进

一步完善与提高,至于掘锚联合机组,更有待进一加紧研制与试验,以实现掘支平行作业,提高成巷速度。

1.4锚杆监测仪器与监测技术需要提高。

监测是监督施工质量、保证锚杆支护安全可靠的重要手段。我国十分重视锚杆支护的监测工作,先后研制出了一些监测与监测仪器(锚固力测定仪、超声波围岩裂缝探测仪等),但性能不高、功能不全,还未形成系列配套的综合检测技术。另外尽管监测工作已有所开展,但其所起的反馈和指导作用却难以发挥。这主要是施工和管理人员的理论水平偏低,对监测的认识不足,且缺少正确的指导方法。

(三),锚杆支护技术的改进方法。

1.1支护理论的改进。

锚杆支护有诸多种理论,但这些理论与实际应用技术的发展适应性较差。所以有必要在进一步深入研究巷道围岩矿压显现规律的基础上,探索锚杆支护理论。完善煤巷锚杆支护理论,提高煤巷锚杆形式和参数选择的科学性、实用性是促进采准巷道锚杆技术发展的一个重要因素。为此,我们要学习先进国家的煤巷锚杆支护的工程监控设计方法,消化吸收国外先进的锚杆支护理论和设计方法,结合我国具体情况,建立适合我国由地质调查——初始设计——工程监测——修改设计的设计方法,从而提高煤巷锚杆支护设计方法的科学性、实用性。

1.2设计方法及设计参数的优化。

支护设计以往主要是依据悬吊理论、组合拱理论或挤压加固理论,采用工程类比法和计算公式法。但由于地质条件的复杂性,就一种方法或一个公式不能给出合理的设计参数。为解决这一难题,采用以地应力为基础的动态设计法,并在此基础上建立计算机辅助设计的专家系统。该方法主要内容为“地质力学评估数值模拟初始设计现场,监测利用反馈信息修改设计” 。现场监测非常关键,监测取得的数据是作为二次修改设计的依据,修改设计后再应用于实践。只有经过不断地改进支护设计,才能使锚杆支护更为经济、合理。在选定设计方法之后,还要根据不同的顶板岩性及地质构造特点,优化设计参数,为快速掘进提供技术依据。

1.3支护材料的改进。

目前我国使用的锚杆多为自产自销,缺乏必要的检测和监督,为此一定要严格审核锚杆的加工质量,严禁不合格的锚杆下井。另外还要进一步改进锚杆支护材料,发展新型锚杆,实现锚杆强初撑力、急增阻、高阻力。对于锚杆的附件,应重视W或H型)钢带梁和减磨增压垫圈的作用,并应进一步提高锚杆托盘的质量,防止托盘损坏造成锚杆失效。树脂锚固剂是决定锚固力的关键。要提高树脂锚固剂的强度和刚度,以提高围岩与锚杆的粘接强度;保证锚固剂质量,超快段能够及时凝固,使锚杆能够尽早预紧,快速承载。

1.4开发掘锚新机具。

就目前的施工工艺而言,影响快速掘进的主要因素有两方面: 一是掘进机割煤速度;二是锚杆机打眼及安装速度。当前煤巷快速掘进的施工方法为: 掘进机割煤——桥式胶带转载机和固定皮带机运煤——敲帮问顶——顶锚杆机打顶眼并安装、帮锚杆机打帮眼并安装,实现一次成巷,及时支护。这种方法的主要矛盾是掘进工作面的开机率较低,一般在30%以下,支护时间过长,跟不上机掘速度,影响单进水平的提高。因此发展掘锚联合机组,实现“掘支锚一体化”平行作业,将是加快煤巷锚杆支护单进速度的必要手段。

现在使用的S100及EBJ132型掘进机功率较小,割煤速度较慢,打眼使用的MQ■型气动锚杆钻机钻进速度慢,维修率较高。因此,要实现快速掘进,一方面要发展应用大功率掘进机,如S200 型;另一方面要研制新型锚杆钻机。

1.5增大安装预紧力。

根据锚杆组合梁作用原理,较大的安装预紧力可在顶板内形成强度较大的组合岩梁,增强顶板岩梁的整体抗弯能力。一般来讲,安装预紧力与安装扭矩呈线性比例关系,增大安装扭矩便可获得较大的安装预紧力。这样可在顶板内快速形成强度较大的组合岩梁,增强顶板的整体强度。

1.6 锚杆联合支护。

稳定的围岩采用单一的锚杆支护是可行的,但是在受到动压影响,处于软岩层中,围岩容易变形、地层压力大的不稳定围岩,则必须采用不同的锚杆联合支护。对于不稳定或极不稳定巷道,这类巷道的特点是围岩破坏范围和变形量大,除锚杆支护配锚梁网组合支护外,还应采取加长锚杆长度、缩小锚杆间排距、顶板注浆、锚索加固等特殊手段加强支护。另外,在大跨度的交岔点、硐室、切眼和地质构造破碎带,单纯的锚杆支护不足以维护工程稳定,还须用上述手段辅

助加强支护。如果这些问题得以解决,就可以把锚杆支护作为唯一的顶板支护方式,实现巷道支护锚杆

化,进一步提高巷道的掘进速度。

1.7 加强综合检测。

锚杆支护实施于井下后,要进行综合监测,以验证初始设计的合理性和可靠性,并为修正初始设计提供依据。目前锚杆支护的综合监测内容有:采用十字布点法监测表面位移、采用顶板离层指示仪测试顶板岩层锚固范围内外位移值、锚杆测力计测量锚杆(索)锚固端部和全长的工作阻力。日常监测的内容有:锚杆锚固力抽检、顶板离层、锚杆预紧力矩检测。

但在日常生产中,一些必要的监测工作没有很好开展,使其应有的作用没有得到很好的发挥。因此,应在大力宣传的基础上,进行必要的强制约束,进一步加强这方面的研究工作,以保证安全生产。

1.8 二次支护。

在施工设计时,考虑到围岩的自身承载能力,以现场监测数据为指导,增大锚杆间排距,先布置低密度锚杆,后路及时进行二次支护,与迎头支护平行作业,使支护强度达到最终支护密度。具体施工时,

还要确定二次支护距离迎头的距离。二次支护可采用小孔径锚索或柔性锚杆,以弥补一般锚杆支护的不足,锚固到深层坚硬岩层,增强支护的可靠性。

1.9 加强施工管理与员工培训。

人是一切工作计划的制定者和执行者,无论从结构合理、质量上乘的锚杆到性能优良的锚固剂,还是从灵活高效的锚杆钻装机具到灵敏精密的监测仪器仪表,都需要人来操作。我国煤矿施工队伍人员素质偏低,加上监督管理不到位,往往施工质量难以保证。因此,重视和加强锚杆支护技术人员和施工工人的技术培训和岗位训练,必然有助于我国煤矿锚杆支护技术的发展和锚杆支护的普及。

首先,锚杆支护除了严格要求按措施施工、加强工程质量监督之外,监测是监督施工质量、保证支护安全可靠的重要手段。目前主要使用顶板离层仪及无损锚杆测力计来检测顶板离层和锚杆受力。目前需要一种综合测力装置,同时监测巷道顶板离层情况及锚杆所受载荷,据此可对支护效果进行综合分析评价,使支护更加经济、合理。

其次,快速掘进的施工组织采用综合作业队劳动组织形式,其特点是施工的主要工种和辅助工种组织在一起,既分工又协作,一队多

能。此外还应建立健全各种规章制度,包括现场交接班、岗位责任、质量验收、设备维修、技术管理和材料管理制度等,实

现区队管理制度化、规范化。在技术管理上,要坚持正规作业循环和多工种平行作业,这是实现快速掘进的有效方式。在施工管理上,必须达到一次成巷,不留尾巴工程。

最后,加强技术培训提高人员素质,因为锚杆支护的技术性较强,其质量需要有科学的设计、精心的施工和严格的检验来保证。其中关键是设计、施工、管理人员必须有较高的素质。为此,必须加强对所有人员的技术培训。

总结:我国煤矿锚杆支护经历了50 年的努力探索,锚杆支护应用范围已扩展到受动压影响的回采巷道、软岩巷道、破碎或复合顶板巷道及工作面开切眼和大断面铜室锚杆支护。锚杆支护技术是一项貌似简单,实则复杂的系统工程,影响支护效果与成败的因素很多。所以我们应积极开展地应力测量工作完善我国煤巷锚杆支护理论,形成科学的实用设计方法,根据不同的巷道围岩类别,采用不同的锚杆支护形式完善锚杆监测技术,经济实用的锚杆钻机,提高锚杆支护的安全可靠性。只要我们认真对待,注重研究,锚杆支护将会迎来更加迅速发展的时期。

作者:马丰敏

巷道锚杆支护参数设计

巷道锚杆支护参数设计 一、锚杆支护理论研究 (一)锚杆支护综述 1、锚杆支护技术的发展 锚杆支护作为一种有效的、技术经济优越的采准巷道支护方式,自美国1912年在aberschlesin(阿伯施莱辛)的Friedens(弗里登斯)煤矿首次使用锚杆支护顶板至今已有90多年的历史。 1945~1950年,机械式锚杆研究与应用; 1950~1960年,采矿业广泛采用机械式锚杆,并开始对锚杆支护进行系统研究; 1960~1970年,树脂锚杆推出并在矿山得到了应用; 1970~1980年,发明管缝式锚杆、胀管式锚杆并得到了应用,同时研究新的设计方法,长锚索产生; 1980~1990年,混合锚头锚杆、组合锚杆、特种锚杆等得到了应用,树脂锚固材料得到改进。 美国、澳大利亚、加拿大等国由于煤层埋藏条件好,加之锚杆支护技术不断发展和日益成熟,因而锚杆支护使用很普遍,在煤矿巷道的支护中的比重几乎达到了100%。 澳大利亚锚杆支护技术已经形成比较完整的体系,处于国际领先水平。澳大利亚的煤矿巷道几乎全部采用W型钢带树脂全长锚固组合锚杆支护技术,尽管其巷道断面比较大,但支护效果非常好。对于复合顶板、破碎顶板及其巷道交叉点、大跨度硐室等难维护的地方,采用锚索注浆进行补强加固,控制了围岩的强烈变形。美国一直采用锚杆支护巷道,锚杆消耗量很大。锚杆种类也较多,有胀壳式、

树脂式、复合锚杆等。组合件有钢带。具体应用时,根据岩层条件选择不同的支护方式和参数。 锚杆支护发展最快的是英国。在1987年以前,英国煤矿巷道支护90%以上采用金属支架,而且主要是矿用工字钢拱型刚性支架。由于回采工作面单产低、效率低、巷道支护成本高,因而亏损严重。为了摆脱煤炭行业的这种困境,在巷道支护方面积极发展锚杆支护,到1987年,英国从澳大利亚引进了成套的锚杆支护技术,从而扭转了过去的被动局面,煤巷锚杆支护得到迅速发展,经过近10年实验的基础上,又进行了改进和提高,到1994年在巷道支护中所占的比重己达到80%以上。锚杆支护技术的广泛采用给英国煤矿带来巨大的活力和经济效益。 德国是U型钢支架使用最早、技术上最为成熟的国家,自1932年发明U型钢支架以来,U型钢支架发展迅速,支护比重很快达到了90%以上,从井底车场一直到采煤工作面两巷均采用U型钢可缩性支架。但是自20世纪80年代以来,随着矿井开采深度日益增加,维护日益困难。面临这种困境,德国采用不断增加金属支架的型钢质量,逐步减小棚距的做法,这不仅使巷道支护费用增高,而且施工、运输更加困难和复杂。即便如此,巷道维护困难的状况仍然难以改观,于是寻求成本低,运输和施工简单方便、控制围岩变形效果好的锚杆支护变得尤为重要。到20世纪80年代初期,锚杆支护在鲁尔矿区实验成功后获得推广,现己应用到千米的深井巷道中,取得了许多成功的经验。 法国煤巷锚杆支护的发展也很迅速,到1986年其比重己达50%。在采区巷道支护中同时发展金属支架、锚杆支护、混凝土支架。 俄罗斯锚杆支护的发展也引人瞩目。他们研制了多种类型的锚杆,在俄罗斯第一大矿区——库兹巴斯矿区锚杆支护巷道所占比重己达50%。 我国在煤矿岩巷中使用锚杆支护也已有近50余年的历史。从1956年起在煤矿岩巷中使用锚杆支护,20世纪60年代锚杆支护开始进入采区,但由于煤层巷道围岩松软,受采动影响后围岩变形量很大,对支护技术要求很高,加之锚杆支护理论、设计方法,锚杆材料、施工机具、检测手段等还不够完善,因而发展缓慢。“八五”期间,原煤炭工业部把煤巷锚杆支护技术作为重点项目进行攻关,在“九五”期间,原煤炭工业部将“锚杆支护”列为煤炭工业科技发展的五个项目之一,

锚杆支护工程施工工艺标准——【施工工法与施工工艺】

锚杆支护工程施工工艺标准 第1章适用范围 本工艺标准适用于工业与民用建筑中非软弱土层的各种土层的锚杆及土钉墙支护工程 第2章材料准备 水泥宜用强度等级32 5 级的普通硅酸盐水泥 沙宜用洁净的中粗含泥量不大于3% 水宜用自来水或不含有害物质的洁净水 钢绞线应具有出厂合格证明并复试合格方可使用 第3章施工机具 钻孔机钢拉杆注浆管定位器预应力张拉锚具 第4章工艺流程 第1节流程 第2节钻孔 1) 钻孔方法 a.干作业法: 当土层锚杆处于地下水位以上呈非漫水状态时可选用不护壁的螺旋钻孔干作 业法成孔适用与粘土亚粘土和密实性稳定性较好的沙土等土层 b.湿作业法: 压水钻进法压水钻进法是国内外应用较多的土层锚杆成孔法可把成孔过程 1

中的钻孔出渣清孔等工序一次完成可防止塌孔不留残土能适用多种软硬土层但施工现场 积水较多 2) 扩孔在需要增大锚固段锚固力时可采用锚固段扩孔措施一般有4 种方法 a.机械扩孔:利用专门的机械扩孔装置在锚固段形成几倍于钻孔直径的扩大头 b.爆破扩孔:将计算好的炸药置于钻孔内引爆而将土体向周抗压形成球形扩展孔径 c.水力扩孔:钻孔钻到锚固段是换上水力扩孔钻头利用射水压力扩展孔径 3) 压浆扩孔:在第二次灌浆是增大灌浆压并力保持一段时间使浆液向四周土体渗透并挤压土 体从而扩大孔径 第3节安放拉杆 1)土层锚杆用的拉杆一般为粗钢筋钢丝束及钢绞线当土层锚杆承载力较小时采用 粗钢筋当承载力较大时采用钢丝束钢绞线 2)拉杆要求顺直在使用前要除锈并作防腐处理对钢筋拉杆先涂一度环氧防腐漆冷 底子油待干燥后再涂一度环氧玻璃铜待其固化后再缠绕两层聚乙烯塑料薄膜对 自由段的钢绞线要套以聚丙烯防护套等钢绞线如果涂有油脂在固定段要仔细加 以清除以免影响与锚固体的粘结除锈后要尽快放入钻孔并灌浆以免再锈 第4节灌浆 灌浆是土层锚杆施工中的一个重要工序必须认真进行并将有关数据记录下来灌浆的作用是形成锚固体防止钢拉杆腐蚀充填土层中空隙 灌浆方法。灌浆方法一般有一次灌浆法和二次灌浆法两种一次灌浆法是压浆泵将水泥浆管进行灌浆灌浆时将一根30mm 左右的钢管或胶皮管作为导管一端与压浆泵相连另一端与拉杆同时 送入孔底注浆管端保持距孔底150mm 随着水泥浆的灌入应逐步把灌浆管往外拔出但管口要始终 1

土钉+支护施工工艺

复合土钉支护施工总结 一、工程概况: 安德路十五栋简易楼东区危改工程,位于北京市西城区安德路小市口,所开挖基坑的东面及南面(一部分)紧邻混凝土道路,北面距安德路近10m,西面是现场施工道路。基坑槽深为-8.94m,局部降板深-9.94m、-9.74m,基坑占地面积约5100 m2,支护面积约2700m2。建筑物外墙线与规划红线及现场围墙临近,施工场地相当狭窄。 开挖前场地情况采用复合土钉支护成型的基坑 二、工程设计指导思想: 2.1拟建场区周边环境复杂,因此设计时应充分考虑各种不利因素,确保基坑边坡安全稳定。 2.2基坑周边场地较小,为了以后结构施工方便,基坑开挖尽可能少占地面,为此最好是垂直开挖,本方案以基坑边壁垂直90考虑。考虑结构施工地面有堆载,地面承载能力以2t/m2考虑。基坑西面是结构施工中主要车道,地面承载能力以2.5t/m2动载考虑。 2.3方案设计的指导思想是: 2.3.1要绝对安全; 2.3.2综合造价最优; 2.3.3工期要尽可能短; 2.3.4环保要好,减少噪音,不扰民; 2.3.5有监测依据。 2.4方案设计时,主要考虑把握以下几个环节:

2.4.1在认真察看地勘报告和周边环境的基础上,做好设计施工方案; 2.4.2做好稳定性验算; 2.4.3施工过程做好监测,监测内容包括:边坡水平位移、垂直沉降位移。 2.4.4要有预防万一的紧急预案,在施工过程中可能会出现什么问题,而对这 些问题应如何采取对应措施。 三、方案选择: 基坑开挖支护通常的技术措施有三种:自由放坡(1:0.6),护坡桩+锚杆,(复合)土钉支护。从安全上来讲,若设计、施工得当,三种方法都没有问题,以下主要就这三种方案在技术、经济、工期等方面作一比较。 3.1自由放坡(1:0.6) 由于基坑周边没有宽阔的场地放坡,因此此方案不合适。 3.2护坡桩+锚杆 3.2.1基坑的东、南、西面环境相对复杂些,若用传统的方案,一般为护坡桩+锚杆。 3.2.2从经济上来讲,它的造价比较高。按96概算计,单价为486元/平米(直接费);加上其它各种间接费用,单价可能为600元/平米左右。 3.2.3从工期上来讲,由于护坡桩施工和土方不能同步进行,必须把护坡桩施工完毕且有一定强度之后才能进行土方开挖,而且开挖到一定高度,又要停下来打锚杆、做联梁,这样一来工期就比较长,本工程至少要40天以上。 3.2.4从环保来讲,做护坡桩噪音比较大,现场泥浆较多,对环保不利。 3.3(复合)土钉支护 3.3.1基坑的北面环境相对简单一些,做土钉支护;基坑的东、南、西三面环境要复杂些,采用复合土钉支护方案,即微桩+土钉支护。 3.3.2从技术上来讲,复合土钉支护方案若设计合理,施工得当,有时比护坡

锚杆支护机理

锚杆支护技术在煤矿的广泛应用,推动了锚杆支护理论的研究工作,国内外在这方面做了大量的工作,取得了许多有价值的成果,形成了以下3大类较成熟的锚杆支护理论:一是基于锚杆的悬吊作用而提出的悬吊理论、减跨理论等;二是基于锚杆的挤压、加固作用提出的组合梁理论、组合拱理论以及楔固理论等;三是综合锚杆的各种作用而提出的松动圈支护理论、锚固体强度强化理论、锚注理论、最大水平应力理论以及锚杆桁架支护理论等。 悬吊理论认为,巷道开挖以后,由于应力状态的改变,围岩中一定区域内将可能发生岩石的松动和破裂现象、或由于被裂隙切割的岩块因失去足够约束而成为关键块体即出现危岩,此时锚杆的作用就是利用其抗拉能力将松软岩层或危岩悬吊于稳定岩层之上。该理论适用于锚杆长度范围内赋存有稳定岩层或稳定岩层结构的条件。 减跨理论包括两方面的内容:一是基于松散介质的自然冒落拱理论提出的锚杆作用原理,其依据是冒落拱高度与跨度成正比关系,认为利用锚杆的悬吊作用可增加顶板岩层的支点,从而减小支点间的跨距,进而达到降低冒落拱高度、减少所需支护强度的目的;二是基于梁或板的理论提出的锚杆作用原理,即当巷道顶板为层状岩层时,其变形特性近似于梁或板的性质,此时锚杆的作用是缩短梁或板的跨距,以减小其中因横力而产生的弯矩及因弯矩产生的弯曲应力,尤其是弯曲拉应力,从而提高顶板的稳定性。从以上两种情况可以看出,减跨理论中锚杆的作用机理以及适用条件等同于悬吊理论,即需要以稳定岩层或稳定岩层结构为依托。 组合梁理论适用于顶板由多层小厚度连续性岩层组成的巷道,其原理是通过锚杆的轴向作用力将顶板各分层夹紧,以增加各分层间的摩擦作用,并借助锚杆自身的横向承载能力提高顶板各分层间的抗剪切强度以及层间粘结程度,使各分层在弯矩作用下发生整体弯曲变形,呈现出组合梁的弯曲变形特征,从而提高顶板的抗弯刚度及强度。 挤压加固理论适用性较强(几乎适用于所有围岩条件)。对于拱形巷道,其原理是通过锚杆的轴向作用力在围岩中形成拱形压缩带,即通过锚杆的轴向作用力将围岩中一定范围岩体的应力状态由单项(或双向)受压转变为三向受压,从而提高其环向抗压强度指标,使该压缩带既可承受其自身重量,又可承受一定的

煤矿巷道锚杆支护技术规范

煤矿巷道锚杆支护技术规范 1 范围 本标准规定了煤矿巷道锚杆支护技术的术语和定义、技术要求、锚杆支护施工质量检测及锚杆支护监测。 本标准适用于煤矿岩巷、煤巷及半煤岩巷的锚杆支护。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB 175-2007 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥 GB/T 228.1-2010 金属材料拉伸试验第1部分:室温试验方法 GB/T 23561.1-2009 煤和岩石物理力学性质测定方法第1部分:采样一般规定 GB 50086 岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范 GB/T 50266-2013 工程岩体试验方法标准 MT 146.1-2011 树脂锚杆第1部分:锚固剂 MT 146.2-2011 树脂锚杆第2部分:金属杆体及其附件 MT 285 缝管锚杆 MT/T 861 W型钢带 MT/T 1061-2008 树脂锚杆玻璃纤维增强塑料杆体及其附件 3 术语和定义 GB/T 228.1-2010、MT 146.1-2011、MT 285界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 巷道 roadway 为煤矿提升、运输、通风、排水、行人、动力供应等而掘进的通道。 3.2 煤巷 coal roadway 断面中煤层面积占4/5或4/5以上的巷道。 3.3 岩巷 rock roadway 断面中岩石面积占4/5或4/5以上的巷道。 3.4

半煤岩巷 coal-rock roadway 断面中岩石面积(含夹石层)大于1/5到小于4/5的巷道。 3.5 锚杆 rock bolt 安装在围岩中,对围岩实施锚固的杆件系统。一般由杆体、托盘、螺母、垫圈、锚固剂或锚固构件组成。 3.6 预应力锚杆 pretensioned rock bolt 在安装过程中施加一定预拉力的锚杆。 3.7 无预应力锚杆 non-pretensioned rock bolt 在安装过程中不施加预拉力的锚杆。 3.8 树脂锚杆 resin anchored bolt 采用树脂锚固剂锚固的锚杆。 注:改写MT 146.1-2011,定义3.1。 3.9 注浆锚杆 grouting bolt 杆体为中空式,兼做注浆管,对围岩进行注浆加固的锚杆。 3.10 钻锚注锚杆 self-drilling bolt 杆体为中空式,自带钻头,集钻孔、锚固、注浆于一体的锚杆。 3.11 玻璃纤维增强塑料锚杆 glass fibre reinforced plastic bolt 杆体主体部分由玻璃纤维和树脂复合而成的锚杆。 3.12 缝管锚杆 s plit set bolt 经特殊加工成纵向开缝的钢管及其附件。 [MT 285—1992,术语 3.1] 3.13 锚索 cable bolt 安装在围岩中,对围岩实施锚固的索体系统。一般由钢绞线、托盘、锚具及锚固剂组成。 3.14 锚杆支护 rock bolting

锚杆支护技术的应用现状与发展前景

锚杆支护技术的应用现状与发展前景 于富才1)杨宏2)冉启发3) 摘要:针对我国锚杆支护的现状做了初步分析。运用支护设计中常用理论及方法,( 对其中的优缺点进行了分析和评价,同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论,并对未来的发展趋势进行了初步分析。 关键词锚杆支护;应用现状;发展趋势 锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式,由于其具有安全、高效、低成本等优点,在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用.1872年,英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后,1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程.到了20世纪40年代,锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展.目前,在澳大利亚和美国的地下工程支护中,锚杆支护已经占到了将近100%.我国的锚杆加固技术于20世纪50年代开始起步,在最近20年得到了快速发展,目前已经得到了广泛的应用.据估计,在1993年至1999年间,我国仅在边坡工程和深基坑工程中的锚杆年用量就达到了3000-3500KM.目前,我国正在进行大规模的基础设施与各类矿山及隧道工程建设,锚杆支护得到了普遍应用[1-11]. 1.锚杆支护的现状 锚杆加固技术在工程中的应用十分广泛.目前,它已经在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程、重力坝加固工程、桥梁工程以及抗倾覆、抗震工程的地层锚固应用中得到了发展.近年,我国正在进行的高速铁路、跨海大桥、海底隧道、地铁等在内的大规模基础设施建设中所遇到地基处理、边坡加固、地下空间结构加固、水下空间结构坚固等各方面的问题中,将锚杆加固方式得到了很大的扩展. 1.1 锚杆支护理论 岩土体在工程开挖之后,其初始的应力平衡状态会遭到破坏,为了达到新的平衡状态,应力场将重新分布,从而导致岩土体在一定范围内出现弹塑性变形、地层膨胀变形,使岩土体出现碎裂带;若地层开始处于高应力状态,还可能发生岩爆,严重的影响工程质量,威胁施工人员的安全.锚杆加固技术是一种柔性加固技术,它能充分利用岩土体自身的承载力保持岩体的稳定,使加固体不被破坏.它本质就是通过锚固加强岩土体的整体性,控制开挖后岩土体的变形,避免应力的突然释放,从而保证工程顺利、安全地进行. 1)目前,已经广为接受的锚杆支护理论主要有悬吊理论、组合梁理论和组合拱(压缩拱)理论.①悬吊理论认为锚杆的作用是将松散、软弱的岩土体悬吊在坚硬、稳定的岩土体上,从而起到加固作用.②组合梁理论将锚杆看做螺栓,将各薄层岩土体看作是叠合在一起的梁结构,通过锚杆的锚固将其紧固成一个组合梁,且锚固力越大,梁之间的摩擦力越大,岩土体也就越稳定.③组合拱理论是在光弹试验的基础上提出的,试验证实了锚杆对地层的挤压加固作用.锚杆进入岩土体后,会使岩土体出现以锚杆两头为顶点的塑性压缩区,若有一排锚杆适当排列,则会形成一定厚度的连续压缩带,从而起到加固岩土体的作用. 1.2 锚杆类型、选择及作用机理 从锚杆的初次使用到现在,锚杆作为一种支护方式已经发展出了多种型.按

基坑支护方案(土钉、锚杆)知识讲解

3.2基坑土方开挖 1、土方开挖原则 主体基坑土石方均采用反铲挖掘机开挖,自卸汽车运输弃土;开挖遵循“竖向分层、纵向分区,区内分段、先支后挖”的原则进行。 竖向分层:采用反铲式挖掘机开挖、直接装车卸土的倒运方式;分层开挖结合支撑的标高。 开挖至末端后,剩余的三角形土体台阶法不能施工的,采用反铲式挖掘机开挖、汽车式起重机垂直出土、自卸车运至临时存碴场再集中外运的方式。 2、整体开挖方法 土方开挖应和土钉施工密切配合,施工时应在平面上分段、竖向分层进行流水作业,每段开挖长度原则上不超过20m,竖向分层深度即为每层土钉的竖向间距。 根据基坑开挖区域的工程地质、水文地质、施工场地情况,综合考虑工期要求、施工总体安排等各种因素,确定施工方法,并配备充足的施工机械设备和劳动力,确保工期目标的实现。 主体基坑土石方采用台阶法开挖和最后部分垂直运输相结合的方式,开挖采用台阶法开挖。 采用台阶法不能满足挖掘机臂长的部分,采用接力法进行开挖,土方出基坑后用自卸汽车运至临时屯土场,集中后运至指定地点。 (1)土方开挖及出土方法。 土方采用长臂挖掘机开挖、出土,自卸车运输,当长臂挖掘机不能满足开挖深度时,需要另外增加挖掘机采取接力法进行土方开挖施工。 (2)土石方由自卸汽车运输至临时弃土场。 (3)开挖纵向刷坡,随挖随刷坡,刷坡坡度在基坑允许开挖边坡坡率以内。 (4)为确保基坑稳定,开挖至基底,并做好下翻梁沟槽后,迅速施工接地网工程,并在垫层施工完后及时地将钢筋砼底板浇筑完毕。

(5)开挖过程中设专人及时绘制地质素描图,当基底土层与设计不符时,及时通知设计、监理处理。当开挖有文物出现时,立即停止开挖,保护好现场,及时通知监理及相关部门进行处理。 (6)分段开挖两段设截水沟和排水沟,渗水及雨水及时泵抽排走。 (7)开挖过程中,按既定的监测方案对基坑及周围环境进行监测,以反馈信息指导施工。 3.3基坑支护施工方案 3.3.1锚杆支护施工方案 施工操作工艺 工艺流程 砂浆锚杆施工工艺流程图(图3.3.1) 注浆锚杆施工工艺流程图(图3.3.2) 操作步骤及方法 钻孔

锚杆支护及其分类

行业资料:________ 锚杆支护及其分类 单位:______________________ 部门:______________________ 日期:______年_____月_____日 第1 页共8 页

锚杆支护及其分类 锚杆支护实质上是把锚杆安装在巷道的围岩中,使层状的、软质的岩体以不同的形态得到加固,形成完整的支护结构,提供一定的支护抗力,共同阻抗其外部围岩的位移和变形。 (1)木锚杆。我国使用的木锚杆有两种,即普通木锚杆和压缩木锚杆。 (2)钢筋或钢丝绳砂浆锚杆。以水泥砂桨作为锚杆与围岩的粘结剂。 (3)倒楔式金属锚杆。这种锚杆曾经是使用最为广泛的锚杆形式之一。由于它加工简单,安装方便,具有一定的锚固力,因此这种锚杆在一定范围内至今还在使用。 (4)管缝式锚杆。是一种全长摩擦锚固式锚杆。这种锚杆具有安装简单、锚固可靠、初锚力大、长时锚固力随围岩移动而增长等特点。 (5)树脂锚杆。用树脂作为锚杆的粘结剂,成本较高。 (6)快硬膨胀水泥锚杆。采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥加入外加剂而成,具有速凝、早强、减水、膨胀等特点。 (7)双快水泥锚杆。是由成品早强水泥和双快水泥按一定比例混合而成的。具有快硬快凝、早强的特点。 锚杆支护安全技术操作规程 第1条本规程适用于各类煤矿在掘进工作面从事锚杆支护作业的 人员。 第 2 页共 8 页

第2条锚杆支护基本支护形式是指巷道单体锚杆支护、锚网支护、锚网带(梁)支护。其他支护形式参照基本支护形式执行。 上岗条件 第3条锚杆支护工必须经过专门培训、考试合格后,方可上岗。 第4条锚杆支护工必须掌握作业规程中规定的巷道断面、支护形式和支护技术参数和质量标准等;熟练使用作业工具,并能进行检查和保养。 安全规定 第5条在支护前和支护过程中要敲帮问顶,及时摘除危岩悬矸。 1.应由两名有经验的人员担任这项工作,一人敲帮问顶,一人观察顶板和退路。敲帮问顶人员应站在安全地点,观察人应站在找顶人的侧后面,并保证退路畅通。 2.敲帮问顶应从有完好支护的地点开始,由外向里,先顶部后两帮依次进行,敲帮问顶范围内严禁其他人员进入。 3.用长把工具敲帮问顶时,应防止煤矸顺杆而下伤人。 4.顶帮遇到大块断裂煤矸或煤矸离层时。应首先设置临时支护,保证安全后,再顺着裂隙、层理敲帮问顶,不得强挖硬刨。 第6条严禁空顶作业,临时支护要紧跟工作面,其支护形式、规格、数量、使用方法必需在作业规程中规定。放炮前最大空顶距不大于锚杆排距,放炮后最大空顶距不大于锚杆排距+循环进度。 第7条煤巷两帮打锚杆前用手镐刷至硬煤,并保持煤帮平整。 第8条严禁使用不符合规定的支护材料: 1.不符合作业规程规定的锚杆和配套材料及严重锈蚀、变形、弯曲、径缩的锚杆杆体。 第 3 页共 8 页

基坑锚杆支护施工方案

龙翔嘉苑地库东侧基坑锚杆支护加固方案 一、工程概况 龙翔嘉苑地下室位于郑东新区合村并城祭城北安置区项目宗地十(B6-06-01)区域,项目基地西北临龙翼六街,东北临龙北二街,东南临龙翼七街。该工程地下室开挖深度为8.5~11.5m,场地土类别为中软场地土,基坑开挖采用一次开挖二次放坡方案,均按1:0.4放坡,侧壁首次防护采用土钉墙支护技术。 二、基坑支护加固原因及方案 由于近期雨水较多及边坡附近机械开挖土方造成基坑东侧1-G~1-K区域(护坡已施工完毕)土层裂开,部分塌方,存在极大安全隐患,土钉墙技术不能满足现场实际需要。为确保施工安全,结合该工程地质现场勘察的地质情况,遵循安全可靠、技术可行、经济合理、节约工期的原则,拟采用锚杆支护方案对基坑边坡进行加固。 地基土的构成及岩性特征,自上而下分为六层: (1)填土:平均厚度 0.7m (2)粉土:平均厚度 2.33m (3)粉质粘土:平均厚度2.62m (4)粉砂:平均厚度7.85m (5)细砂:平均厚度7.87m (6)中砂:平均厚度9.37m 二、锚杆加固施工工艺 在锚杆支护加固施工时,边坡支护分上中下三层,直至坑底,施工时在基坑开挖坡面,用机械成孔,孔内放锚杆并注入水泥浆,外露Φ22钢筋除锈,上横梁安装6#[槽钢并固定,在坡面安装φ6.5钢筋网片, 纵横向间距250mm,面层喷射100mm厚 C20的混凝土,使土体、锚杆、横梁及喷射混凝土面层结合,加固基坑侧壁。 三、施工组织 健全施工组织机构是保证施工质量和进度的关键,为保证边坡加固有效进行,加强组织管理,根据工程需要选择具有丰富施工经验的专业公司,劳动力合

理调整,确保各阶段施工人员及时到位,在施工前由专人进行安全技术交底。 作业层施工人员组成情况见附表1。 施工人员组成情况表(附表1) 四、主要施工机械设备 主要施工机械设备表(附表2)

×××基坑土钉墙支护施工方案

×××综合楼基坑土钉墙支护施工方案 一、工程概况 ×××综合楼位于和平南路300号, 南接**** 办公楼,东临该公司1# 、2# 住宅楼,占地南北长52m,东西宽10.5m,设一层地下室。基坑开挖按1:0.4放坡,为防止办公楼及住宅楼随着地基的开挖出现事故问题,确保周边的安全,结合该工程地质现场勘察的地质情况,遵循安全可靠、技术可行、经济合理、节约工期的原则,该工程土方开挖时,拟采用土钉墙支护技术对基坑部分边坡进行支护加固处理。 地基土的构成及岩性特征,自上而下分为六层: (1)杂填土:层底埋深0.8~2.1m,平均厚1.45m褐、褐黄,以粉土为主。 (2)粉土:层底埋深2.9~5.8m,分布厚度1.8~4.5m,平均厚度3.15,场地在该层底为一厚0.9~1.7m的粉质粘土层,场地西面在埋深1.9~3.2m处为一层1.6m左右粉质粘土,向南变薄,直至为零,在埋深3.5~5.3m内含细砂。 (3)细砂、中砂:层底埋深6.9~8.0m,分布厚度1.2~4.2m,平均厚度2.7m,场地东为细砂、中砂互层,以细砂为主,含有粉质粘土和中砂,场地西以中砂为主,夹有粉砂、粗砂,粗砂中含有大量的卵石。 (4)粉土:层底埋深10.0~11.5m,分布厚度2.0~3.6m,平均厚度为1.9m。 (5)粉质粘土:层底埋深12.5~14.0m,分布厚度1.4~4.0m,平均厚度2.7m。 (6)粉土:本次勘察未穿透该层,该层顶部为一厚1.3m左右的细砂层。 二、土钉墙工艺简介 土钉墙支护随基坑逐层开挖,逐层进行支护,直至坑底,施工时在基坑开挖坡面,用洛阳铲人工成孔或机械成孔,孔内放锚杆并注入水泥浆,在坡面安装钢筋网,喷射强度等级不低于C20的混凝土,使土体、土钉锚杆及喷射混凝土面层结合,为深基坑土钉支护。其技术原理是利用岩土介质的自承能力,借助土钉与周围土体的摩擦力和粘聚力,将不稳定土体和深部稳定土层连在一起形成稳定的组合体,土钉端与钢筋网相互连接,之后喷射混凝土,土钉与土体形成复合体,提高了边坡整体稳定和承受坡顶超载能力,增强土体破坏延性,改变边坡突然坍方性质。有利于安全施工,由于该技术具有施工简便、灵活机动、适用性强、隔水防渗等优点,近年来在我国的应用日益广泛,在《建筑基础工程技术政策(1996~

锚杆支护技术讲解

锚杆支护参数的确定 一、锚杆长度 L≥L1+L2+L3------------------------- ① =0.1+1.5+0.3=1.9m 式中: L——锚杆总长度,m; L1 ——锚杆外露长度(包括钢带+托板+螺母厚度),取0.1m; L2 ——锚杆有效长度或软弱岩层厚度,m; L3——锚入岩(煤)层内深度(锚固长度),按经验L3≥300mm。 (一)锚杆外露长度L1 L1=(0.1~0.15)m,[钢带+托板+螺母厚度+(0.02~0.03)] (二)锚入岩(煤)层内深度(锚固长度)L3 1.经验取值法 《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86-85“第三节锚杆支护设计”中、第3.3.3条第四款规定: 第3.3.3条端头锚固型锚杆的设计应遵守下列规定: 一、杆体材料宜用20锰硅钢筋或3号钢钢筋; 二、杆体直径按表3.3.3选用; 三、树脂锚固剂的固化时间不应大于10分钟,快硬水泥的终凝时间不应大于12分钟; 四、树脂锚杆锚头的锚固长度宜为200~250毫米,快硬水泥卷锚杆锚头的锚固长度

宜为300~400毫米; 五、托板可用3号钢,厚度不宜小于6毫米,尺寸不宜小于150×150毫米; 六、锚头的设计锚固力不应低于50千牛顿; 七、服务年限大于5年的工程,应在杆体与孔壁间注满水泥砂浆。 一般取300mm ~400mm 2. 理论估算法 《在锚杆喷射混凝土支护技术规范》GBJ86-85“第三节 锚杆支护设计”中规定: 第3.3.11条 局部锚杆或锚索应锚入稳定岩体。水泥砂浆锚杆或预应力锚索的水泥砂浆胶结式内锚头锚入稳定岩体的长度,应同时满足下列公式: 公式(3.3.11-1)、(3.3.11-2)见图形所示。 cs st f f d k l 412≥ (3.3.11-1) cr st a f d f d k l 2214≥ (3.3.11-2) 式中la ——锚杆杆体或锚索体锚入稳定岩体的长度(cm ); d1——锚杆钢筋直径走丝或锚索体直径(cm ); d2——锚杆孔直径(cm ); f st ——锚杆钢筋或锚索体的设计抗拉强度(N/cm 2); f cs ——水泥砂浆与钢筋或水泥砂浆与锚索的设计粘结强度 (N/cm 2);圆钢为2.5MPa ,螺纹钢为5MPa 。

土钉墙支护施工方案计划

土钉墙支护施工方案

一、工程概况 1、工程名称:xx扶贫搬迁项目 2、工程地点:本工程位于位于河北省xx,南侧为自强街,西侧为明德小学。场地地势较北高南低,呈阶梯状,交通便利。 二、编制依据和工程地质条件 1、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》(GB50086—2001) 2、《岩土锚杆技术规程》CECS 22:2005 3、建筑基坑工程技术规程DB13(J)133—2012 4、建筑基坑支护工程检测技术规范GB50497—2009 5、建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50202—2002 三、工程地质情况(详见《工程地质勘察报告》) 四、基坑围护结构施工方案 本工程由于施工的原因基槽已经开挖完毕,为防止在后期的施工过程中产生意外,造成不必要的损失,因此对所挖基槽槽边进行土钉护坡处理,处理依据为施工图纸。 1、施工方法: 土钉成孔工艺采用洛阳铲人工成孔,土钉孔注浆采用重力注浆。土钉及面层加强筋钢筋接头采用电弧焊,网筋编排采用绑扎或焊接。采用空压机喷射混凝土法进行砼面板施工。施工中根据实际情况可以调整土钉参数(长度密度)特别是遇到管线时,调整孔位,避开管线,同时保证基坑安全。 2、施工工艺

根据地质划分开挖高度→开挖土方并修正边坡→初喷底层混凝土→钻设钉孔→土钉安装→注浆→挂钢筋网并与土钉尾部焊牢→安装泄水管→复喷表层混凝土至设计厚度 3、周边放样 根据土钉墙实际施工位置,进行放样复核,如有偏差应会同各方讨论解决。拐角处土体极不稳定,所以放线时尽可能取直,挖土时形成一个弧面。 4、土方开挖 根据出土方向和道路情况,可沿基坑一边开挖沟槽,土方开挖应与土钉布置相协调。 5、土钉制作、成孔 土钉按设计采用16钢筋焊接而成,钢筋用HRB335级。 土钉按照设计标准加工制作,槽边斜坡上打梅花形45mm孔径,间距1600-2000mm。剖面上面两排土钉长度为1.5米,下面两排土钉为2米,最下面一排为1.5米,上面翻边1米靠外位置加120mm砖砌防水沿,防水沿高度400mm。土钉的端部做15D 的弯钩,弯钩和墙面的横向拉筋焊接加固,横向拉筋宜用14钢筋制作,土钉采用冲击锤直接打入。土钉定位误差上下左右均小于50mm,傾角误差小于3度。如遇障碍,应设法避开。 6、注浆 土钉锚管注浆,从锚管底部开始注浆,边注边拔管,最后进行口部高压注浆,然后封孔。注浆为纯水泥浆,水灰比为0.45-0.5

锚杆及土钉墙支护施工技术交底

锚杆及土钉墙支护施工技术交底 一、工艺流程: 1.土层锚杆施工工艺流程:土方开挖→修整边壁→测量、放线→钻机就位→接钻杆→校正孔位→调整角度→打开水源→钻孔(接钻杆)→钻至设计深度→冲洗→插锚杆→压力灌浆养护→裸露主筋除锈→上横梁(或预应力锚件)→焊锚具→张拉(仅限于预应力锚杆)→锚头(锚具)锁定。 土层锚杆干作业施工程序与水作业钻进法基本相同,只是钻孔时不用水冲泥渣成孔,而是将土体顺钻杆排出孔外而成孔。 2.喷射混凝土面层施工工艺流程:立面子整→绑扎钢筋网片→干配混凝土料→依次打开电、风、水开关→进行喷射混凝土作业→混凝土面层养护。 二、施工操作要点及要求 1.基坑开挖 锚杆、土钉支护应按设计规定分层、分段开挖,做到随时开挖,随时支护,随时喷混凝土,在完成上层作业面的锚杆预应力张拉或土钉与喷射混凝土以前,不得进行下一层土的开挖。当基坑面积较大时,允许在距离四周边坡8~10 m 的基坑中部自由开挖,但应注意与分层作业区的开挖相协调;当用机械进行土方开挖时,严禁边壁出现超挖或造成边壁土体松动或挡土结构的破坏。为防止基坑边坡土体发生塌陷,对于易塌的土体可采用以下措施: (1)对修整后的边壁立即喷上一层薄的砂浆或混凝土,待凝结后再进行钻孔;(2)在作业面上先安装钢筋网片喷射混凝土面层后,再进行钻孔并设置土钉;(3)在水平方向分小段间隔开挖; (4)先将开挖的边壁作成斜坡,待钻孔并设置土钉后再清坡; (5)开挖时沿开挖面垂直击入钢筋和钢管或注浆加固土体。 2.排水 (1)锚杆、土钉支护宜在排除地下水的条件下进行施工,应采取恰当的降、排水措施排除地下水(包括地表、支护内部、基坑排水),以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。 (2)基坑四周支护范围内应预修整,构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面,防止地表水向地下渗透。靠近基坑坡顶2~4m 的地面应适当垫高,并且里高外低,

土钉墙+挂网喷浆基坑支护施工工艺流程

土钉墙+挂网喷浆基坑支护 施工工艺流程 本工程分两层开挖,第一层挖土深度自然地坪下挖3m,采用放坡(1:0.3)+土钉墙的支护方法,坡顶设一排1m长摩擦锚杆,土钉墙共设3排土钉,长度分别为6m、4.5m、4.5m。土钉采用Φ25钢筋,梅花形布置,喷射砼设计强度C20,设计配比为水泥:砂:碎石=1:2:2(重量比),喷射厚度为:100mm,水灰比0.45~0.55网片采用Φ6.5钢筋,间距(双向)150mm×150mm,加强筋采用Φ16钢筋,菱形布置在土钉端部。 1、工艺流程: ┌→─钉杆制作─┐ 修理边坡─┴→─造孔──┴→土钉杆安设─→注浆→挂网→钉头固定→喷射砼 2、土钉造孔要求 (1)必须对开挖出的边坡进行人工修整,确保边坡的平整度,待监理验收后方进行下一道工序的施工。 (2)本工程采用人工成孔,孔直径130mm,孔深宜大于设计孔深100mm,成孔倾角约15度。 3、土钉制作安装 (1)土钉采用φ25钢筋。 (2)土钉杆接头应采用焊接的搭接接头,焊接必须符合规范要求。 (3)土钉杆体应沿土钉轴线方向每隔1.5米设置一个居中支架,居中支架采用φ6.5 HPB235钢筋制作,并将用作居中支架的钢筋弯成弧形与土钉杆焊接。 (4)土钉孔造好后应尽快放置土钉,土钉放入前应认真检查杆体质量。 4、注浆:水泥浆液采用P.C32.5级普通硅酸盐水泥,水灰比0.45~0.55,注浆压力0.4~0.5MPa。注浆注意事项如下: (1)浆液应随搅随用,并在初凝前用完。注浆作业开始时,应先用水或稀水泥浆循环注浆系统1~2min,确保注浆时浆液畅通。 (2)注浆完毕,当浆液硬化后,若发现浆液没有充满土钉孔时,应进行补浆,浆体初凝前需补浆1~2次。

巷道支护技术

2.1 巷道围岩控制理论 1907年俄国学者普罗托吉雅可诺夫提出普氏冒落拱理论[1-2],该理论认为:巷道开掘后,已采空间上部岩层将逐步垮落,其上方会形成一个抛物线形的自然平衡拱,下方冒落拱的高度与岩层强度和巷道宽度有关。该理论适用于确定巷道围岩强度不高、开采深度不是很大的巷道支护反力。20世纪50年代以来,人们开始用弹塑性力学解决巷道支护问题,其中最著名的是Fenner [3]公式和Kastner 公式[4]。 Fenner 公式为: ()[]10cot sin 1cot -??? ??+-+-=???σ?N i R r C C P (1) 式中,i P —支护反力;C —围岩内聚力;?—内摩擦角;0σ—原岩应力;r —巷道半径;R —塑性圈半径;?N —塑性系数,κ??sin 1sin 1-+= N 。 Kastner 公式为: ()()?????sin 1sin 20sin 1cot cot -??? ??-?++-=R r C P C P i (2) 式中,i P —支护反力;C —围岩内聚力;?—内摩擦角;0P —初始应力;r —巷道半径;R —塑性圈半径。 国内外巷道顶板控制理论发展很快[3-4],我国在1956年开始使用锚杆支护,迄今为止,已有50多年的历史。锚杆支护机理研究随着锚杆支护实践的不断发展,国内外已经取得大量研究成果[5-10]。 (1)悬吊理论 1952年路易斯阿帕内科L(ouis.Apnake)等提出了悬吊理论,悬吊理论认为锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳固的岩层上,在预加张紧力的作用下,每根锚杆承担其周围一定范围内岩体的重量,锚杆的锚固力应大于其所悬吊的岩体的重力。 (2)组合梁理论

浅议锚杆支护的作用

浅议锚杆支护的作用 摘要]近几年来,随着煤矿开采技术的不断发展,开采深度逐步增加。矿井和巷道支护是煤矿安全生产的重要保证,我国煤矿以矿井开采为主,需要在井下开掘大量巷道,而且80%以上是煤巷、半煤岩巷,或为松软破碎围岩巷,或为遇水软化膨胀围岩巷。确保巷道的安全、快速掘进,确保巷道使用期间的畅通、与围岩稳定,确保巷道的支护与维护成本较低等,是建设安全高效矿井的一项重要工作,具有重要意义。煤矿矿井、巷道支护经历一系列的技术发展历程。目前,锚杆支护应用较为广泛。本文讨论了锚杆支护的分类、支护形式、作用、注意事项等方面阐述个人观点。 [关键词]煤矿锚杆支护作用 1 锚杆的分类 (1)木锚杆分为普通木锚杆、压缩木锚杆;(2)倒楔式金属锚杆; (3)管缝式锚杆;(4)树脂锚杆 (5)快硬膨胀水泥锚杆;(6)锚索 2 锚杆支护的优越性 2.1 支护效果好锚杆支护在支护原理上符合现代岩石力学和围岩控制理论,属于主动支护,锚杆安装以后在围岩内部对围岩进行加固,迅速形成一个围岩――支护的整体承载结构,能够调动和利用围岩自身的稳定性,充分发挥围岩自身的承载能力,有利于保护巷道围岩的稳定,改善巷道维护状况。 2.2 劳动强度低、效率高与传统架棚式支护相比,由于锚杆支护所

采用的支护材料较少、重量较轻、巷道掘进时,极大地减少了支护材料的运输量,劳动强度也大为降低,有利于提高掘进工效。工作面回采时,也省去了支架的回撤工作,既降低了工人劳动强度,又提高了安全系数。锚杆施工操作简单,紧跟掘进面,有利于实现快速掘进工作。 2.3 经济效益明显采用锚杆支护可以减少支护材料投入,降低直接支护成本。由于锚杆支护不占用巷道工作断面,因此在支护设计上,可相应减少巷道断面,节省大量材料。还能减少巷道维修量,节约维护费用。 3 锚杆支护的结构形式 (1)单一锚杆+水泥托板; (2)锚杆+网+水泥托板; (3)锚杆+网+ w型钢板钢带 (4)锚杆+网+钢筋梁等形式。 形式的选择主要取决于巷道围岩的性质,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类较好的围岩巷道中一般选择锚杆+网+水泥托板,随着围岩条件的变化程度及断面增大,Ⅳ、Ⅴ类围岩巷道采用锚杆+网+ w型钢板钢带、锚杆+网+钢筋梁的支护形式。 4 锚杆支护的作用 4.1 悬吊作用 锚杆支护的悬吊作用,突出的表现在直接顶较薄,老顶较坚固的情况下,锚杆将下部不稳定的岩层悬吊在上步稳固的岩层上,由锚杆承担软岩或危岩的重量,以达到井巷稳定的目的。实践证明,即使巷道上部

601运输巷锚杆支护施工安全技术措施(2021版)

601运输巷锚杆支护施工安全技术措施(2021版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位:______________________ 姓名:______________________ 日期:______________________ 编号:AQ-SN-0438

601运输巷锚杆支护施工安全技术措施 (2021版) 601运输巷原设计为矿工钢作永久支护,临时支护采用前探梁支护。根据迎头顶板岩性,煤岩层结构情况,经矿研究决定,601运输巷永久支护改为锚网支护。为了保证施工安全,特制定如下补充安全措施。 一、施工前的准备工作: 1、施工队按计划准备锚杆、树脂药卷、托板、螺帽、金属网(金属网采用12#元丝加工而成)、临时支护材料等。 二、施工顺序: (1)敲帮问顶→临时支护→打锚眼→锚固。 (2)随掘进头掘进方向由北向南进行。 四、锚杆支护技术措施:

1、锚杆支护 ①、锚杆及构件:锚杆用¢18螺纹钢制成,锚杆尾螺纹段长 0.05m;金属弧形方托板规格:长×宽×厚=120㎜×120㎜×8㎜;每根锚杆上1颗M16㎜的螺帽。 ②、锚杆支护参数: 锚杆长度:2m/根。树脂药卷规格:长350㎜,直径¢23㎜。 锚固形式:端头锚固,每根锚杆用3卷树脂锚固剂。 锚固力:60KN。 锚杆布置:方形布置。锚杆垂直于巷道轮廓线,锚杆不得布置在岩缝中。 锚杆间、排距:0.7m,局部较破碎段缩小间、排距为0.6m。 每张金属网规格:长×宽=2.0m×1.0m,金属网网孔规格:100㎜×100㎜。 2、锚杆支护参数验算 ①、锚杆长度 L≥a+b+h=0.4+0.1+1.5=1.4(m)

土钉+支护施工工艺

中建一局集团四公司安德路十五栋简易楼危改东区综合楼工程 复合土钉支护施工总结 一、工程概况: 安德路十五栋简易楼东区危改工程,位于北京市西城区安德路小市口,所开挖基坑的东面及南面(一部分)紧邻混凝土道路,北面距安德路近10m,西面是现场施工道路。基坑槽深为-8.94m,局部降板深-9.94m、-9.74m,基坑占地面积约5100 m2,支护面积约2700m2。建筑物外墙线与规划红线及现场围墙临近,施工场地相当狭窄。 开挖前场地情况采用复合土钉支护成型的基坑 二、工程设计指导思想: 2.1拟建场区周边环境复杂,因此设计时应充分考虑各种不利因素,确保基坑边坡安全稳定。 2.2基坑周边场地较小,为了以后结构施工方便,基坑开挖尽可能少占地面,为此最好是垂直开挖,本方案以基坑边壁垂直90 考虑。考虑结构施工地面有堆载,地面承载能力以2t/m2考虑。基坑西面是结构施工中主要车道,地面承载能力以2.5t/m2动载考虑。 2.3方案设计的指导思想是: 2.3.1要绝对安全; 2.3.2综合造价最优; 2.3.3工期要尽可能短; 2.3.4环保要好,减少噪音,不扰民; 2.3.5有监测依据。 2.4方案设计时,主要考虑把握以下几个环节: 2.4.1在认真察看地勘报告和周边环境的基础上,做好设计施工方案;

2.4.2做好稳定性验算; 2.4.3施工过程做好监测,监测内容包括:边坡水平位移、垂直沉降位移。 2.4.4要有预防万一的紧急预案,在施工过程中可能会出现什么问题,而对这些问 题应如何采取对应措施。 三、方案选择: 基坑开挖支护通常的技术措施有三种:自由放坡(1:0.6),护坡桩+锚杆,(复合)土钉支护。从安全上来讲,若设计、施工得当,三种方法都没有问题,以下主要就这三种方案在技术、经济、工期等方面作一比较。 3.1自由放坡(1:0.6) 由于基坑周边没有宽阔的场地放坡,因此此方案不合适。 3.2护坡桩+锚杆 3.2.1基坑的东、南、西面环境相对复杂些,若用传统的方案,一般为护坡桩+锚杆。 3.2.2从经济上来讲,它的造价比较高。按96概算计,单价为486元/平米(直接费);加上其它各种间接费用,单价可能为600元/平米左右。 3.2.3从工期上来讲,由于护坡桩施工和土方不能同步进行,必须把护坡桩施工完毕且有一定强度之后才能进行土方开挖,而且开挖到一定高度,又要停下来打锚杆、做联梁,这样一来工期就比较长,本工程至少要40天以上。 3.2.4从环保来讲,做护坡桩噪音比较大,现场泥浆较多,对环保不利。 3.3(复合)土钉支护 3.3.1基坑的北面环境相对简单一些,做土钉支护;基坑的东、南、西三面环境要复杂些,采用复合土钉支护方案,即微桩+土钉支护。 ↑ 3.3.2从技术上来讲,复合土钉支护方案若设计合理,施工得当,有时比护坡桩

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