松软岩层巷道施工的方法有哪几种?简述其施工方法

如题所述

第1个回答  2012-12-17
松软岩层巷道施工涉及的几个问题:
松软巷道围岩变形和压力特征、
巷道位置选择应考虑的因素、
选择巷道断面形状、
破岩方式以及支护方式应考虑的因素、
松软巷道的联合支护形式

如果你是学生,是做题目,你就围绕以上几个方面简答,要点答对即可,得出选择依据和施工方法。

如果是现场工程技术人员,请结合你所在单位的围岩具体情况,根据以下原则,灵活采用具体的施工方法和和支护形式。

松软岩层巷道施工专题,供参考:

1)、正确选择巷道位置,保证巷道处于稳定状态: Ⅰ、岩石性质:应尽量将巷道布置在遇水膨胀量小、质地均匀、较坚硬的岩层中。 Ⅱ、避开支撑压力的影响;除了要避免支承移动压力的影响外,还必须避开采场上下固定支撑压力的影响范围,应把巷道布置在应力降低区或原岩应力区。

2)、巷道断面形状的选择:由于软岩层地质情况非常复杂,若采用常规的直墙半圆拱或三心拱形断面显然难以适应,往往造成巷道的破坏和失稳。巷道断面形状应根据地压的大小和方向来选择。若地压较小,选用直墙半圆拱是合理的;巷道周围均受到很大的压力,则以选择圆形巷道断面为宜;若垂直方向压力特别大而水平压力较小时,则选用直立椭圆形巷道断面或近似椭圆形断面;若水平方向压力特别大而垂直方向压力较小时,则应选用曲墙或矮墙半圆拱带地拱、高跨比小于1的断面,或平卧椭圆形断面。

3)、破岩方式的选择: 在松软岩层中掘进巷道,破岩方法最好以不破坏或少破坏巷道围岩为原则。若使用钻眼爆破破岩,也应采用光面爆破。

4)、支护方式或支护结构的选择:
对于特殊的不良地层,其支护结构有“先柔后刚”的特性,一般需要二次支护。锚喷支护是一种比较理想的初始支护结构。此外,U型金属可缩性支架也基本上符合上述要求,也可用作初始支护。
二次支护的作用在于进一步提高巷道的稳定性和安全性,应采用刚度较大的支护结构。若采用锚喷支护作为初始支护时,二次支护仍可采用锚喷支护,也可砌碹。在重要工程或地压特大地段,喷射混凝土还应增加钢筋网和金属骨架,即构成锚喷网金属骨架联合支护结构。锚喷支护总厚度以150~200mm为宜,锚杆长度一般根据开巷后的塑性区范围而定。在软岩巷道中,塑形区范围有时很大(一般2~3m,有时超过3~5m),此时采用长短结合锚杆较好,长锚杆大于1.8m,短锚杆在1m左右,长锚杆可以抑制塑性区的发展,而段锚杆可以积极加固松动圈的围岩,使其构成稳定的承载环。在锚杆的长距比相同的情况下,采用短而密的锚杆比长而疏的锚杆效果好。
采用料石或混凝土块砌碹作为二次支护时,因长条形石料和混凝土块在碹体中受力情况不好,在不均匀地压作用下,多数由于点接触形成应力集中而使碹体局部遭到破坏。为 克服这一弱点,应选用异形料石或异形混凝土块作为砌体材料。
料石和混凝土块砌碹结构是国内软岩支护过去常用的支护形式,只要提高施工质量,调整砌块的规格,保证壁后充填密实,或在砌块之间加入可塑性木板,均能大大提高碹体的支护效果。
二次支护应在围岩地压得到释放、初始支护与围岩组成的支护系统基本稳定之后进行。围岩变形趋于稳定的时间,不仅取决于岩层本身物理力学性质,而且与初始支护时的支架刚度密切相关,因此它的变动范围往往很大。为了保证二次支护的效果,最好进行围岩位移速度和位移量的测量,并绘出相应的变化曲线。取位移速度和位移量的峰值下降后所对应的时间t0作为二次支护时间比较稳妥可靠。

应该指出,由于各矿区松软岩层的工程地质条件千差万别,必须从实际出发,选用适合本矿区岩层特点的支护形式。有的地层岩石流变很突出,若不立即封闭,围岩就要流动,此时不必采用二次支护,可从支架的结构上采取措施,使之具有一定的可塑量,以便有效地抵御变形地压,仅采用一次支护就可以使巷道稳定。有的巷道围岩变形长期不稳定,二次支护的时间不易控制,有可能初始支护就需要多次,直至巷道基本稳定之后才能进行最后一次支护(即所谓二次支护)。

5)、加强巷道底板管理:
软岩巷道,特别是在具有膨胀性的围岩中掘进巷道,多数是要发生底鼓的,因此安装底拱的作用是不可忽视的。

6)、重视围岩的量测监控:
在松软岩层巷道采用锚喷支护,一定要配合进行量测监控,以便及时调整支护参数

7)、新奥法(新奥地利隧道施工法)施工软岩巷道:
新奥法主要意图是调动围岩自身的承载能力,尽可能的控制围岩变形,防止围岩松动,以达到施工隧道的最大安全度和最好经济效果。
新奥法是隧道施工科学方法的总结,是使用断面为50~150m2的隧道及大断面的地下工程设计、掘进、衬砌、测试相结合的完整新概念。新奥法认为普通支护不能密贴围岩,自身刚度大而对软岩变形缺乏让压性,材料消耗量多而支护效果差,而采用喷射混凝土作为第一次支护,喷射混凝土最能密贴围岩,充分利用围岩自身强度。喷层开裂并非坏事,而是表现出一定的让压性,必要时第一次支护加用锚杆或少量刚拱支架。
第一次支护后,用仪器实测支护压力、应力、隧道表面位移及围岩内部位移。根据实测资料及理论分析,合理的选用和设计第二次支护的材料、结构型式及规格尺寸。待隧道围岩位移速度稳定或减缓至一定程度,再进行第二次支护,二次支护应体现出对残余围岩变形能的对抗作用,以保证最总设计断面。国外利用新奥法施工隧道,初始支护多采用锚喷支护,二次支护用补喷挂网。当围岩压力很大时,亦有用钢骨架钢筋混凝土整体浇灌作为永久支护的,而我国在某些软岩巷道和洞室,不论初始支护还是二次支护,多数是采用锚喷或锚喷网,只有少数煤矿采用锚喷网钢骨架联合支护。