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综机库底板支护优化设计

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  摘 要:软岩巷道底鼓通常存在巷道中间底鼓量大、靠近两帮处底鼓量小的现象,如图所示,底鼓力主要来自巷道中部下方岩层,巷道中部临空面大且支护最薄弱,靠近帮脚处受到墙体约束且受到支护体传至底板的作用力。
中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-7818373.htm
  关键词:综机库底板;优化设计;设计方案
  DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.058
  1 综机库地质分析
  综机库埋深-650m左右;处于断层破碎带,整体性差,围岩自承载能力低,有较强构造应力;原有支护存在较大的底鼓。特别是使用阶段将安装重要设备,因此综机库底鼓问题不容忽视。
  2 工程类比法分析综机库底鼓问题
  (1)软岩巷道底鼓通常存在巷道中间底鼓量大、靠近两帮处底鼓量小的现象,如图1所示,底鼓力主要来自巷道中部下方岩层,巷道中部临空面大且支护最薄弱;靠近帮脚处受到墙体约束且受到支护体传至底板的作用力。---软岩巷道普遍问题,底板需支护。
  (2)巷道支护基本原则“治顶先治帮,治帮先治底”,同时,根据流变原理,如图1所示,顶部荷载传至帮部,帮部荷载传至底板,荷载传递以岩体介质流变实现,最终导致底板介质增多,以底鼓形式表现出来。---切断流变通道将大大降低底板荷载。
  (3)封闭性圆形钢管混凝土支架在龙口北皂矿和内蒙古查干淖尔矿极软岩巷道中出现过底鼓导致反底拱折断的现象,究其原因在于巷道四面支护不均衡,帮顶支护措施多,除支架外还会增加锚杆锚索或围岩注浆加固,底板埋入封闭钢管混凝土支架底拱后直接回填矸石,导致支架四面承载力不均衡,围岩从支护薄弱的底板鼓出,钢管混凝土支架反底拱被顺势带出折断。
  (4)目前查干淖尔矿底板治理良好,其主要措施:在底板浇筑1760mm厚混凝土,等宽等厚浇筑。钢管混凝土支架反底拱段直接浇筑在混凝土中,支护近两年底板稳定,效果良好,但是底板支护成本较高。
  综上工程类比分析,综机库处于破碎带,支护应保证四面受压均匀,同时底板支护略微加强,因为上部与帮部荷载传至底板,底板荷载会略大于帮顶。底板采用上部浇筑混凝土、下部回填柔性层复合支护措施。
  3 底板支护设计方案
  (1)底板浇筑钢筋混凝土底拱,底拱宽6.2m,将钢管混凝土支架浇筑在混凝土内,增加整体受力;底拱厚1.0m,不包括水沟轨道区域非等厚板0.44mm,底拱配受力筋与分布筋,增强混凝土板上部抗拉性能,配筋如图2所示。底拱下方设打底层,打底层主要目的是保护钢管混凝土支架,提供锚索施工区和预应力加载板。
  (2)混凝土底拱与打底层交界处向下15°方向设锚杆以下设锚索,锚索向上延长与受力筋焊接,间距700mm(与受力筋隔一焊一),锚索限制混凝土底拱上凸,延缓混凝土底拱向上变形折断。
  (3)巷道底角处钻注浆孔,孔径32mm,向下45°方向,长度6.0m,间距700mm。插入注浆管对围岩注浆加固,注浆管内灌注混凝土,切断部分围岩流变力,降低底板围岩荷载。

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