礦井深部大型排水泵房擴(kuò)修設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)

黃建民

（山東興楊礦業(yè)有限責(zé)任公司,山東 肥城 271608）

1 管路支撐的內(nèi)涵與做法

1.1 管路支撐要求

泵房為直徑500mm大型管路，原管路支撐方法采用錨固與巷幫的鋼板捆綁固定。因巷幫嚴(yán)重變形，兩幫移近量對管路破壞較大，為不影響正常通水，經(jīng)多次巷幫開鑿，錨固固定牌已不起作用，巷幫管路也有部分受擠傷痕跡。根據(jù)建筑桁架結(jié)構(gòu)原理，加支撐腿，采取懸臂支撐方式，用橫梁托起并固定保證管路支撐效果。

1.2 理論研究與設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)支撐腿采用11#工字鋼進(jìn)行制作，工字鋼底板部分焊接在一個厚度20mm鋼板上，鋼板規(guī)格500×500mm，鋼板四角各鉆一個Φ20的眼，用Φ20mm，長度1800mm錨桿錨固在底板上，錨桿底角做成反麻花樣式，用水泥砂漿全場錨固，保證整個固定體穩(wěn)固可靠。衡量選用11#工字鋼，工字鋼兩排，支撐腿部分直接支撐管路，保證足夠的支撐力，橫向兩排支撐腿直接互相連接，組成一個整體，縱向焊接三角形連接11#工字鋼，保證是一個穩(wěn)定整體。

1.3 施工

鋼梁架設(shè)要根據(jù)設(shè)計(jì)要求位置安設(shè)，開幫不得放炮，并且在保護(hù)好所有管路閥門的情況下用風(fēng)鎬開掘巷幫，開幫前必須先檢查施工地點(diǎn)的支護(hù)狀況，找掉活矸活石，確保頂板安全后再進(jìn)行開幫工作，對于阻礙管路敷設(shè)的錨桿要重新刷幫緊固后鋸斷多余部分。

鋼梁架設(shè)后，經(jīng)過長期觀察，鋼梁穩(wěn)定性很好，但在水泵開啟時(shí)，架體仍不能完全阻止管路的劇烈晃動，后期，在巷道管路水平的巷幫加強(qiáng)了一套固定裝置，在巷幫上參照支撐架底板錨桿錨固鋼板，用Φ18mm錨桿做固定捆綁管路，管路與墻之間加木墩作為支撐墊，通過這樣的改造，整個架體所承受橫向的作用力大大減小，保證了架體的長期穩(wěn)定安全。

2 擴(kuò)修施工的設(shè)計(jì)與施工

2.1 現(xiàn)場情況

原巷道巖性為砂巖，原噴體大量開裂變形，大部分巖體已暴露于空氣中，巷幫及頂板巖層在風(fēng)化變形擠壓等作用下已變酥軟，擴(kuò)修必須重新開幫要全部開掉巖層松動圈的破碎帶，約0.7m厚。

2.2 支護(hù)設(shè)計(jì)及施工

確定巷道最終設(shè)計(jì)寬度為5.5m，設(shè)計(jì)施工后要求巷道離開管路距離大于0.8m。

采用讓壓錨固原理，在正常樹脂錨固的情況下，采用讓壓錨桿，讓壓錨桿有抗沖擊能力強(qiáng)，有緩沖效果，當(dāng)收到壓力擠壓過程中，錨桿上的讓壓管受壓變形，緩沖壓力，增加壓力釋放，保證錨桿在承壓過程中時(shí)時(shí)達(dá)到支撐效果。

錨桿選用高強(qiáng)讓壓預(yù)應(yīng)力錨桿，錨桿直徑為20mm，長度為2400mm。錨桿株、排距800mm，每根錨桿均用3卷樹脂錨固劑固定，錨固長度不少于1050mm，錨桿外露（托盤外）長度為15～50mm，樹脂錨固劑直徑為25mm，每塊長度為350mm，錨桿均使用配套標(biāo)準(zhǔn)螺母緊固，錨固劑型號為MSK2535，每根錨桿錨固力不小于64KN（35MPa），扭緊力矩不小于300N.m。托盤為正方形，規(guī)格為長×寬=150×150mm，用10mm鋼板壓制成弧形。錨索設(shè)計(jì)頂板正中央一根，巷道拱形的兩腮部分各使用一根錨索，根據(jù)組合拱原理，拱形巷道最容易失穩(wěn)的位置在拱形與直墻的接茬位置，所以錨索在兩腮部的支撐可有效防止接茬位置的破壞欲失穩(wěn)。錨索應(yīng)用直徑為17.8mm、L=6.5m的鋼絞線配合鎖頭、托盤使用，其中錨索的有效長度為6.2m，外露部分為300mm，每孔使用6塊樹脂錨固劑固定，錨固力不小于200KN(60Mpa)、預(yù)緊力不小于98KN（30MPa），托盤用長×寬×厚=300×300×20mm的鋼板制作。網(wǎng)采用直徑3.5mm的冷拔鐵絲制作的經(jīng)緯網(wǎng)，網(wǎng)的規(guī)格為長×寬=2200×1200mm，網(wǎng)格為長×寬=100×100mm，網(wǎng)壓茬連接。噴漿支護(hù)初噴厚度60-70mm，復(fù)噴厚度50-60mm。

2.3 起重鋼梁架設(shè)

起重量采用設(shè)計(jì)長度為6m的Ⅰ22型工字鋼，工字鋼的架設(shè)成為一個問題。起重量重量大，長度大。將架設(shè)鋼梁位置的頂板上掏槽，掏槽深度不少于6.6m，每一頭長出300mm，使鋼梁架設(shè)后有一定的承壓空間。起重鋼梁到位后用10T手拉葫蘆進(jìn)行起吊，腳手架撤除到起重量安設(shè)點(diǎn)，采取一頭起吊，插入槽后深入再起另一頭。其施工人員不少于6人，全部要站在安全地點(diǎn)。起吊完成塞入槽后，在起重量兩頭使用讓壓錨桿進(jìn)行固定，一根鋼梁采用8根錨桿，用厚度不少于30mm鋼板作為托架進(jìn)行固定。錨桿采用右旋無縱筋螺紋鋼錨桿，錨桿直徑為20mm，長度為2100mm。

3 反拱底板澆筑

巷道頂幫施工完成后要對巷道的底板進(jìn)行澆筑施工反拱，兩墻開出后，首先向下開挖墻基礎(chǔ)，按開出寬度向下開挖不小于1m，剔出原反底拱配筋，重新布置配筋與原配筋焊接，最后澆出基礎(chǔ)；墻體要壓在澆筑基礎(chǔ)上。所有泵基礎(chǔ)全部更換一體底盤，基礎(chǔ)重新抹底。

鋼筋籠子采用直徑18mm的螺紋鋼焊接成鋼筋框架，每斷面用兩個框架搭接組成，每個框架外緣弧長3.2m，內(nèi)緣弧長3.0m，每組鋼筋籠子弦長5500mm，框架橫向截面為200×200mm，框架內(nèi)緣縱向焊兩根縱筋，用于錨桿壓盤固定，兩根縱筋間距為80mm，框架間距為1m，焊點(diǎn)強(qiáng)度不低于鋼筋強(qiáng)度。

底板澆筑澆筑采用澆注混凝土作為永久支護(hù)，一次澆筑所用混凝土強(qiáng)度標(biāo)號為C20，C20配比為：水泥:沙:石子=1:1.76:3.41。

4 施工效果

工作完成后3個月進(jìn)行現(xiàn)場勘測，巷幫移近量5cm，頂板無變形，錨桿錨固力正常，達(dá)到和超過了預(yù)計(jì)目的，管路支撐保證水泵正常開啟，支撐架和起重鋼梁無變形。