錨索加固技術(shù)它有兩個特點:(1)錨索的長度較大,能夠錨入到深部比較堅固穩(wěn)定的巖層中,并且能夠施加相當(dāng)數(shù)量級的預(yù)應(yīng)力,是一種有效的主動支護方式;(2)錨索的施工比較靈活,可以和其它加固措施相結(jié)合,不縮小巷道斷面,施工速度快,安全可靠,費用低。
1.錨索支護使用中存在問題
?。?)由于高強預(yù)應(yīng)力錨索和全螺紋錨桿的延伸率的不同,致使迎頭在施工完錨桿后,補強錨索支護,造成局部錨桿被壓出,托盤松動,預(yù)緊力喪失,作為錨桿支護的效果較差。而錨索成為主要支護,造成錨索的破壞。
(2)現(xiàn)場頂板錨索施工過程中,頂板多為傾斜方向,不平整,水平度較差,而錨索的安裝方向多為鉛直方向,造成錨索托梁安裝方向與錨索的安裝方向不一致,致使分解了錨索的承載力,并受剪切而破壞。
?。?)“三徑匹配”:使用的藥卷為22335,鋼絞線直徑為15.24mm,過去習(xí)慣采用與錨桿鉆孔匹配的Φ28mm的鉆頭,造成眼孔徑過大,致使藥卷與孔壁之間粘接附著力降低。
?。?)托梁的制作:現(xiàn)在使用的錨索托梁多使用工字鋼,長度為lm,而錨索孔多為中間縱筋氣焊切割,上下兩面為鉆孔,所以在實際使用過程中造成鉆孔部位的弱面,強度降低;在施工過程中曾出現(xiàn)該位置斷裂現(xiàn)象。
(5)使用左旋鋼絞線,在大扭矩攪拌器具旋向為右旋的情況下,安裝鋼絞線時,不能破股旋進(jìn),從而導(dǎo)致樹脂藥卷攪拌不均勻。使用右旋錨索鋼絞線與鉆機旋向相同,藥卷是充分?jǐn)嚢枇?,但其破股現(xiàn)象比較嚴(yán)重,造成整體性強度下降,降低了右旋錨索鋼絞線的整體承載能力,致使出現(xiàn)已經(jīng)安裝的右旋錨索鋼紋線斷裂。即使沒有斷裂的右旋錨索鋼絞線,也已經(jīng)出現(xiàn)了強度損失,處于斷裂的邊緣,對于巷道的支護是一個潛在的隱患。
2.改進(jìn)及解決方案
?。?)在錨索錨固的范圍內(nèi),巖體處于相對整體平衡狀態(tài),但是在此段巖體內(nèi)部卻發(fā)生著巖體的離層和重新組合狀態(tài),錨索內(nèi)端段巖體離層下移,造成錨桿段作為一個整體的相對下移,錨索段壓力越大,就會出現(xiàn)離層較大,內(nèi)部巖石也會越壓越實,致使錨桿段下移也會較多,出現(xiàn)錨桿托盤松動,預(yù)緊力喪失,造成錨桿的支護強度降低。
針對兩種支護材料延伸率的不同,采取在錨索托梁的上方鋪墊木批或木鞋等,以增加錨索的延伸吸收變形量,使其縮小和錨桿之間延伸率的差距,盡量保持同步;如果出現(xiàn)上述錨桿“壓出”現(xiàn)象后,應(yīng)及時地將此類錨桿進(jìn)行預(yù)緊,增強錨桿的承載能力,不至于出現(xiàn)錨桿不承載,而只有錨索承載的現(xiàn)象。如果作為迎頭臨時支護的補強措施,在工作面迎頭施工過后,要進(jìn)行錨索的加強支護,以提高錨索和錨桿對頂板的承載,加強對頂板的支護,從而起到對巷道的支護。
(2)在現(xiàn)有的地質(zhì)條件下,將托梁襯墊為水平狀態(tài),襯墊物可以采用硬質(zhì)木塊或鋼鐵制品、以減少客觀上的承載力分解損失。在托梁兩端壓接頂板鋼帶,造成托梁的端頭接觸,托梁的里部懸空,這就是所謂的點接觸,在施工過程中將里部懸空部分用木批等進(jìn)行鋪墊接實,不僅可以增強托梁的面接觸,同時又可以增加其吸收變形,緩解錨索延伸率低的缺陷,從而提高其承載強度。
(3)“三徑匹配”:鉆頭優(yōu)先選用Φ27mm,盡可能的發(fā)揮各部分的效能。
?。?)托梁的制作:在上述加工完成后,在氣焊切割或鉆孔部位焊接加強筋,以增加該部位的強度,保證在施工過程中不至于出現(xiàn)托梁的斷裂。
托梁的孔徑應(yīng)根據(jù)錨索的直徑進(jìn)行確定,以錨索穿過為宜,不能過大,以免降低強度;孔向應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際而定,不能隨意鉆割,以免造成現(xiàn)場使用中的合力分解,降低承載能力。
?。?)根據(jù)鉆機的旋轉(zhuǎn)方向和錨索鋼絞線的整體配合作用,采用左旋式錨索,以增強整體的效果。在安裝時將內(nèi)端頭進(jìn)行約20一30cm的人為破股,以增加攪拌的充分性,以此來解決攪拌不充分的問題,在現(xiàn)場施工中收到了較好的效果。在使用過程中,注意錨索配件(鎖頭、鎖片)的配套使用,諸如鎖片的切口旋向等。
3.結(jié)論
通過以上錨索施工存在問題的分析及改進(jìn),從巷道的觀測結(jié)果表明,錨索支護體系結(jié)構(gòu)合理,施工便捷,保證了錨索安裝使用的安全可靠性。