深水平变电所及泵房顶底板加固实践分析

陆新龙

（冀中能源峰峰集团辛安矿，河北邯郸056200）

1 工程概况

辛安矿位于邯郸峰峰矿区，交通便利，斜井开拓，地面标高+170m，11216采区变电所及泵房水平为-600m，变电所及泵房长度均为25.5m，规格均为4.5×3.4m，支护为锚网喷+U钢+砼浇筑，由于埋藏较深，巷道布置较为集中，地应力叠加，巷道支护强度相对较小，支护多为被动支护，因此，造成巷道支护困难，变形速度较快。为更好地解决支护问题，为巷道的利用、安全生产创造有利条件，现采用一项支护新技术即锚注加固技术，对巷道底板进行加固支护，达到良好的支护效果。

2 总体方案

根据现场情况及地质资料，11216水泵房位于大煤底板，变电所位于大煤直接底板中，顶板部分为大煤层，底板均为粉砂岩，采取有效办法克服巷道变形，提高支护强度，变被动支护为主动支护，现采用新的锚注支护新技术，具体如下：

①首先对失修硐室进行整修，使之达到使用要求。

②对顶帮进行锚注支护施工：锚索采用排式布置，排距1.5m，每排布置7根，孔深8.1m，安装8.3m×21.8mm锚索（见布置图），同时在锚索孔内安装注浆管，对锚索孔进行压注化学注浆材料，使锚索形成全长锚固，使围岩与锚索胶结在一起，最大效率发挥锚索的作用。

③对底板进行锚注施工：锚索采用排式布置，排距1.5m，每排布置3根，孔深10m，每孔安装3根12.5m×17.8mm锚索（见布置图），同时在锚索孔内安装注浆管，对锚索孔进行压注化学浆，使底板岩石与锚索胶结为一体，从而起到很好的支护作用。底板锚索施工完成后，对底板进行二次注浆（6m），使巷道底板更加致密、坚固、持久。

④对硐室顶帮进行喷浆，对底板进行浇筑砼材料。

3 工程设计及施工

3.1 工程设计

3.1.1 顶帮锚索布置

锚索采用排式布置，排距1.5m，每排布置7根，孔深8.1m，顶部中间锚索位于中心线上，帮部锚索距底板0.8m，其余锚索两侧均匀布置，锚索采用直径21.6mm，长度8.3m，注浆管采用直径为6mm铜管，长度2.5m，托盘选用300×300×16铁板。变电所长度为25.5m，可布置17排，计119根锚索；水泵房锚索布置与变电所相同，水泵房长度25.5m，布置17排锚索，计113根锚索，在泵房壁龛内增加锚索布置，计22根。

锚索孔采用锚索钻机施工，开孔直径为35-42mm，深度2m，其内6.1m直径为28mm。

3.1.2 底板锚索布置

变电所：锚索采用排式布置，排距1.5m，每排3组，其中巷道中间1组垂直底板，两侧锚索距帮0.5m，外摆15°，锚索间距1.75 m，孔径φ90mm，孔深10.5m。变电所长度25m，布置17排锚索，计51组底板锚索。底板锚索钢梁尺寸为：2300mm×400 mm。

水泵房：锚索采用排式布置，排距1.5m，每排3组，其中巷道中间1组和靠壁龛1组垂直底板，另外一侧锚索距帮0.5m，外摆15°，锚索间距

为1.25m和1.75 m，孔径φ90mm，孔深10.5m。水泵房长度25.5m，布置17排锚索，计51组底板锚索。底板锚索钢梁尺寸为：2300mm×400 mm。

钻孔布置见图所示。

图1 水泵房锚索布置断面图

锚索选用3根直径为Φ17.8mm的钢绞线作为一束大锚索，头部3000mm段编制成串珠状，以利固结，增强锚索抗拉拔力。锚索单根强度级别为1860MPa，破坏负荷350.0kN。则3根锚索其破坏荷载为1050.0kN。

图2 水泵房锚索布置断面图

底板组合锚索安装：

①选好孔位固定好钻机，按设计要求，在底板浅部完整的前提下，用φ90mm钻头直接打到设计孔深；如发现塌孔或不成孔，下1根4分注浆管，进行预注浆，然后再打直至成孔。

②将已经解开顺直的装有导向帽的锚索组推送入孔直至孔底，在锚索孔内安装2根连接的4分×3m长注浆管。用棉丝缠绕在锚索上，用钻杆将其推至距孔口2.0m处，将深部注浆管引到孔外，用化学液浆进行封孔。

③通过预埋的深部注浆管对锚索孔深部进行注浆，注浆压力 5～8MPa。

④锚索安装后及时进行注浆，打一个孔，安装一组锚索，注浆一个孔，防止串孔。

⑤注浆完成1日后，安装底梁、大、小托盘，对锚索进行张拉，要求单根显示压力不小于25 MPa。

⑥锚索张拉后，对底板进行二次注浆，注浆孔间隔3 m布置一排，每排两个注浆孔（按锚索中间布孔），孔深6 m,孔径φ90。

3.2 钻孔施工

3.2.1 顶帮锚索施工

钻孔采用锚索钻机打眼，配用直径Φ42、Φ28 mm两种钻头；注浆采用由河北同成科技股份有限公司生产的专利产品ZBQ-5/12型气动高压双液注浆泵。

3.2.2 底板锚索施工

严格按照方案设计施工浅部注浆钻孔，施工时倾角、间排距、孔深等参数应尽量符合设计要求，一般角度误差不超过5°，间距误差不超过300mm。要求钻孔圆度要好，成孔完整。

①钻孔机具:钻孔使用同成公司生产的ZQJ-300/1.5型气动钻机。

②锚索钻孔施工

选好孔位固定好钻机，按设计要求，在底板浅部完整的前提下，用φ90mm直接打到设计孔深；在成孔困难时，需对底板再进行浅部注浆，注浆后继续打孔到设计深度。

4 施工效果

施工完成后，216变电所及泵房的底鼓现象得到很大程度上的改观，由三个月需进行一次卧底，现三个月顶底板未见明显变化。降低了水泵泵座、开关台的维护工作量。顶帮开裂减少，为工人的安全工作提供保障。216变电所及泵房的施工为深水平的变电所及泵房加固提供了借鉴的经验。