近十几年来,国内很多学者对锚杆作用机理作了大量的深入研究与探讨,进一步揭示了锚杆支护的实质,促进了锚杆支护理论研究的成长,扩大了锚杆支护技术应用的范畴。
(一)锚杆杆体的选择
凭据巷道高强度支护的要求,选用20MnSi左旋无纵筋螺纹钢锚杆,其外貌有崎岖纹理,不需要作任何处理即能包管锚杆与锚固剂之间较高的粘结强度。
(二)锚杆直径和锚孔直径的选择
水泥砂浆锚杆直径的选择从支护效果和经济效益两方面考虑。从支护效果看,在其它条件一定的情况下,锚杆支护强度的巨细与杆体直径成正比,也就是说,直径越大,支护强度越高,围岩强度强化效果越好;从经济方面考虑,锚杆直径对锚杆质料本钱的影响不是很明显,考虑到“三径”合理匹配,决定选用20mm的锚杆,与水泥砂浆锚杆直径相匹配的锚孔直径为29mm。
(三)混凝土的质料与配合比
水泥接纳硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,标号不低于425号;砂接纳中砂或粗中砂混合的石英砂,含泥量不超出3%;石子接纳碎石粒径不超出10mm;水接纳洁净的水,不该含有杂质;添加剂尽量使用中性和不降低喷射混凝土强度的速凝剂;配合比(重量比)为:水泥∶粗中混合砂子∶石子(1∶2∶2)。
(四)护网的选择
从支护强度和刚度考虑,护网选用钢筋网,材质选用A3钢,钢筋直径为6mm;网度为150mm×150mm;从循环进尺和巷道周长考虑,网片选用2000mm×2000mm。
(五)锚喷网支护巷道掘进光面爆破参数
光面爆破技术是巷道“新奥法”施工的必须条件,接纳光面爆破技术可以减少巷道超挖,维护巷道与围岩的稳定性,减少支护劳动量,节约支护本钱。
凭据青菜冲矿巷道施工特征及岩石的力学特性,巷道光面爆破参数选择如下:
炮眼直径d:接纳凿岩台车凿岩,孔径为42mm。
周边眼间距E:凭据光面爆破经验公式,周边眼距与炮眼直径的关系为:E=(8~18)d。一般凭据围岩类别确定E值巨细,如果岩石完整性差,E值务必取小值。凭据青菜冲矿地质情况及开挖岩石特征,E值取45cm。
周边眼深度L:从光面爆破的要求看,炮眼越深,轮廓面纵向平整度愈好控制。但是,亦会受到凿岩设备、爆破器材性能、岩石类别及完整性等因素的影响。凭据青菜冲矿施工设备及岩石类别、完整水平,L确定为3.0m。
周边眼角度α:周边眼原则上应安排在开挖面的设计轮廓线上,并与巷道轴线平行。但是,由于凿岩机钻凿周边眼时,受到凿岩设备结构的限制,以及拱部和墙部岩壁的制约,钻眼不得不存在一定的偏斜角α,偏斜角度的巨细可依据炮眼深度进行调解,使其眼底能落在设计轮廓线外10cm左右为宜。故巷道施工时,α值一般取3°~5°。
最小抵抗线W:理论和实践证明,光面爆破炮眼间距与最小抵抗线之比取0.8最好,即E/W=0.8。故在马路坪隧道施工中,W值为60cm。
数奇合系数D和周边眼炸药直径数奇合系数(即炮眼和炸药直径的比值):实践证明,药卷在有空隙的炮眼中(数奇合装药)爆炸时,形成的进攻波随数奇合系数D的增大而衰减,D值一般取1.25~2.0。
周边眼装药集中度和装药量:凭据巷道施工相关经验,周边眼装药集中度q=0.2~0.3kg/m。装药集中度过大易破坏巷道轮廓岩面,过小则爆不下来。凭据青菜冲矿施工技术条件,取q=0.2kg/m。以周边眼钻眼深度3.0m计算,堵炮口炮泥长度为30cm,炮泥外留20cm。故每眼装药量为:(3.0-0.3-0.2)×0.2=0.5kg。
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