柔模混凝土支护技术在松软地层巷道施工中的应用

李世海

摘 要：柔模混凝土支护技术是指预先制作柔性模板，通过锚杆和钢筋网将柔性模板固定在巷道周边，采用混凝土泵将自密实混凝土拌和物灌入柔模中，利用柔模透水不透浆的特性，将混凝土中多余的水分滤出，降低水灰比，提高混凝土早期和后期强度。待混凝土硬化后，在其表面喷射一层混凝土。这样在巷道周边就形成一个柔模混凝土连续碹支护结构，相当于在巷道外侧人为的加上了一层混凝土连续密封层。该结构整体性高，密封性好，施工工艺简单，速度快，成本低，该支护技术近年来逐渐在松散岩层等不良地质条件下的地下工程中得到推广应用，取得了较好效果。

关键词：柔模泵注混凝土;松软地层;巷道施工

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.097

1 工程概况

本文所述巷道位于砂岩层中，其胶结程度差、属软弱岩层，厚度较大，易冒落。掘进时巷道顶、底、帮均出现淋水、渗水。围岩、沙岩经水浸泡后均成散或糊状。根据该巷道的使用功能，防渗要求高，原设计采用现浇混凝土砌碹支护，施工速度慢，劳动强度大，防渗性能差，为此采用了一种适合含水地层大断面软岩硐室支护并满足防渗要求的柔模泵注混凝土支护技术。

2 支护参数

（1）一次支护采用锚网喷支护，锚杆规格Φ20×2200mm，锚杆间排距为800×800mm，采用两节Z2370树脂锚固剂加长锚固，铁托板规格120×120×10mm，锚杆预紧力40～50KN。锚杆施工时锚杆外露长度为50mm。（2）二次支护采用柔模混凝土连续碹支护。柔性模板规格12×1.8×0.2m，（长×宽×厚），柔模长度中心线两边各2.5m范围内加厚至0.25m，便于顶部混凝土施工时流动;锚杆为通长粗螺纹等强锚杆，主要起吊挂柔模的作用。规格Φ20×1400mm，锚杆间排距为850×850mm，采用一节Z2370树脂药卷锚固剂全长锚固，铁托板长宽厚规格为150×150×10mm。锚杆施工时锚杆外露长度为250mm;柔模混凝土强度C30，厚度200mm。（3）柔模泵注混凝土施工完成后，喷射厚度为80mm、强度等级为C20的混凝土进行整形及封闭缝隙。

3 施工技术要求

柔模混凝土支护方案总体施工工艺流程包括：掘进出矸→临时支护→钻锚杆眼→挂钢筋网、架设托梁、安装锚杆→喷射混凝土→打锚杆眼、安装等强锚杆→挂柔模、架钢筋网→泵送混凝土、现浇柔模碹→喷射混凝土封闭柔模混凝土碹体。

（1）锚杆施工技术要求。因挂设柔性模板的锚栓孔间排距是提前预留的，因此对锚杆施工的间排距要求比较严格。

1）施工锚杆前先沿巷道顶板中心线挂线，然后沿巷道断面方向用钢卷尺配合自动喷漆将锚杆点进行定位;施工锚杆时考虑到一次支护时已经施工了锚杆，在二次施工时难免会碰到二次施工锚杆点位和一次锚杆点位有重合的地方，因此二次锚杆施工间排距误差控制在±50mm以内;2）锚杆孔深度误差在30mm以内，以避免锚杆外露过长或过短;3）为防止巷道发生底鼓现象，帮底锚杆角度要求向下偏15°，其他锚杆打设方向均要求与围岩表面垂直;4）锚杆间排距误差必须控制在50mm之内，否则会影响柔模的支护质量;5）锚杆的预紧力矩或预紧力不少于设计值的90%，误差较大时需要重新施加预紧力使其值在允许偏差范围内。

（2）柔模挂设安装要求。挂设锚杆需准确穿过柔模预留孔，将柔性模板绑扎在锚杆上。另外，柔模要用托板和螺母固定牢靠，防止在浇注过程中柔模下滑或变形。同时需要格外注意下面几点：

1） 挂设柔模时将灌注口朝向巷内;2） 由拱顶向两边依次安装柔模。找出柔模中间灌注口，先挂设中间灌注口两侧的预留孔，然后依次挂设其它锚杆预留孔，最后挂设帮预留孔，直至柔模全部挂设于锚杆之上;3） 考虑到水仓支护的防渗性要求及泵注混凝土成型后的柔模有一定的收缩，需将两个柔模搭接部分的搭接绳系紧，以避免浇筑混凝土后出现空隙。

（3）混凝土泵送。利用混凝土输送泵和输送管道将自密实混凝土拌合物泵注到柔性模板内。柔模泵注口有两层，施工时将两层都和输送软管连接固定，混凝土输送管末端软管插入柔模浇注口不少于300mm，并用8#铁丝绑扎3道，泵注口和软管必须扎紧，防止在高泵压作用下漿液外流;泵注混凝土从柔模中部（即巷道中线）开始向两帮一次浇注完成。

当柔模内混凝土泵注接近饱满时，暂停3分钟，待柔模内多余的水分充分析出后再泵至密实，反复暂停-泵注不少于5次。混凝土泵送完成以后，迅速将软管从柔模中取出，并用铁丝扎紧柔模泵注口，防止顶部混凝土外流。

（4）喷射混凝土施工技术要求。严格按照《锚杆喷射混凝土支护技术规范》中规定的喷射混凝土施工技术规范进行施工，需要说明的是在本设计方案中，初期支护中喷射混凝土的作用一方面是封闭围岩，提高围岩的自稳能力;另一方面就是对巷道的成型质量进行校正，超挖的地方要填平，欠挖的地方可适当减少喷层厚度，总之就是保证初期锚喷支护完成以后，巷道表面的不平整度控制在±5mm之内，为现浇柔模混凝土碹体提供较好的赋存环境。

4 结语

（1）柔模混凝土现浇碹是该复合支护方案的核心，它起主要的承载和抗渗作用，柔模混凝土施工一段距离以后在柔模混凝土碹体表面喷射一层混凝土，主要起封闭柔模碹体和加强两相邻柔模碹体接缝处的抗渗能力。（2）初期锚喷支护是柔性支护，巷道掘进完成以后围岩应力重新分布，锚喷支护对围岩进行主动加固的同时，允许围岩有适当的变形;二次及三次支护是刚性支护，当围岩变形到一定程度以后，及时进行现浇柔模混凝土碹，控制围岩的变形。（3）通过施工后位对混凝土强度测试表明混凝土支护强度达到设计标准，通过对柔模支护后巷道位移监测发现，巷道两帮及顶底板移近量小于50mm，可认为巷道处于稳定状态。（4）通过对施工后巷道表面观察，巷道周边均没有出现漏水渗水现象，柔模支护后巷道防渗效果较好。

参考文献：

[1]田俊宝.柔模混凝土支护在沿空留巷中的应用[J].煤，2018（03）

：59-60.

[2]董方庭.巷道围岩松动圈支护理论及应用技术[M].煤炭工业出版社，2001.

作者简介：李世海（1984-），男，云南昭通人，本科，讲师，国家一级建造师，研究方向：土木工程施工。