7 超挖锚注回填技术 对底板下深度1. 6 m范围内的岩体进行超挖,在巷道底部打长度1.5 m锚管,同时进行注浆,最后用C40混凝土对超挖部分进行回填 3.2.2 加固巷道帮角控制底鼓
巷道围岩是一个相互关联的有机整体,一个部位的变形常常引发另一部位的变形。提高一个部位的强度(加固法)可能对控制该部位的变形有利,但可能引起其它部位的变形加大:降低一个部位的强度(卸压法)可能有利于控制该部位的变形,但也可能对控制其它部位的变形不利。因此,在选择底鼓控制方法时不能顾此失彼,而要全面考虑,保证在控制底鼓的同时使巷道其它部位不失稳[10]。
数值模拟和相似材料实验表明:巷道底角处通常是应力集中程度高的部位,也是塑性区发展最快、范围最大的部位;当巷道两帮围岩强度不高时,两帮也是塑性区较大的部位。围岩塑性区产生以后,其范围大小对巷道围岩变形量与底鼓量影响很大。巷道底角和两帮围岩塑性区大,由此产生的围岩塑性变形大、粘塑性流变和扩容膨胀变形也就愈大,这将对巷道底鼓产生严重的影响。因此,为了控制巷道变形与底鼓,开巷后应尽早加固巷道软弱围岩的帮和底角,作用是:
(1)减弱巷道角部应力集中程度,并在两帮和底角尽快强化围岩的强度,控制塑性区的
发展,以便防止和减少因底板围岩塑性变形、粘塑性流动和破裂围岩体积膨胀而造成的底鼓。
(2)提高巷道两帮与底角围岩的自承能力。减小两帮的塑性变形及由于两帮破裂围岩压缩下沉造成的底板向巷道空间的滑移量、体积膨胀量,从而减少巷道底鼓。
加固帮、角包括底角注浆、底角锚杆及加大帮锚杆布置密度、提高锚杆强度、加大锚杆长度等措施。由于该方法基本上不必对巷道底板直接施工,且工程量不大,因此,尽管该方法提出的时间不长,还是得到了大力推广。从现场实践情况看,该方法控制底鼓的效果较好。
4. 结论
本文通过调研的手段,现得出如下结论。
(1)隧道开挖后围岩应力变化造成隧道底板岩层卸载产生弹塑性变形向巷道内鼓起;隧道拱脚在垂直应力作用下挤压底板,使底板受水平应力作用向隧道内鼓起;同时软岩的流变性导致底鼓量随时间延长而增。
(2)软岩的强度较低,会导致隧道开挖后,原始地应力释放掉一部分,围岩发生卸荷和应力重分布。膨胀性软岩(蒙脱石、伊利石等)遇水后会出现膨胀。则是出现底臌的重要原
因。岩体流变引起的底鼓随着时间的增长而增大。
(3)通过加固帮角可以避免传统方法的一些缺陷,配合注浆加固和卸压的方法可以起到比较理想的效果。
参考文献
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