巷道圍巖纖維漿液注漿加固的施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種礦山工程、隧道工程等地下工程中高應力多裂隙巷道建設中的巖土加固施工方法，尤其是一種巷道圍巖纖維漿液注漿加固的施工方法。
【背景技術】
[0002]在礦山工程、隧道工程等地下工程中，隨著巷道開挖圍巖暴露后，地應力開始逐步釋放，巖石中的原生裂隙擴展進而產生次生裂隙，極大地威脅著巷道的安全穩定。此時需采取有效方法對巷道圍巖進行加固，控制其變形，穩定其受力，保證圍巖的穩定性，采用有效的支護手段，提高圍巖自身強度，保證支護結構與圍巖協同作用共同抵抗地應力，保證圍巖變形、受力控制在合理的范圍。
[0003]在巷道支護方式上，采用傳統的錨桿等主動支護，可以從一定程度上起到懸吊、壓縮作用，但仍無法從根本上改變圍巖自身的性質，而且尤其是在破碎、軟巖巷道中，錨桿錨固力無法達到設計值，進而無法最大化的發揮其作用，增加了巷道支護的難度。目前大部分的注漿方法以及施工方法均采用傳統漿液進行注漿，傳統漿液以及注漿方法對于提高圍巖自身的強度，尤其是裂隙的抗剪、抗拉強度是有限的，裂隙的擴展并未得到實質性改善，對地下工程的高效、安全生產帶來了巨大的威脅。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術的不足，本發明提出了巷道圍巖纖維漿液注漿加固的施工方法。本施工方法對大裂隙圍巖注入含纖維漿液能提高圍巖整體強度。
[0005]本發明采用如下技術方案:
[0006]巷道圍巖纖維漿液注漿加固的施工方法，在注漿漿液中添加耐堿玻璃纖維成為纖維漿液，配合纖維漿液的注漿加固的施工方法采用如下步驟:
[0007](I)對圍巖進行鉆孔，鉆孔完成后放入隔離管，引爆預先放置在隔離管內壁的炸藥，之后在隔離管內放置錨桿，隔離管的作用是封堵漿液實現二次注漿并為爆破打開裂隙開度提供載體；
[0008](2)將止漿塞分別套在錨桿和隔離管上，使止漿塞與圍巖空隙緊密結合并安裝止漿塞尾部組成雙環止漿塞，然后加裝托盤，擰緊螺母；
[0009](3)進行一次注漿注入纖維漿液，注漿管連接隔離管，纖維漿液通過隔離管向圍巖裂隙滲入；
[0010](4)當一次注漿達到注漿終壓一段時間之后進行二次注漿，注漿管連接錨桿，硅酸鹽水泥與水玻璃漿液通過錨桿注入，在注漿過程中卸下托盤，達到二次注漿終壓后邊注漿邊向外移出隔離管，完全移除隔離管后調整好雙環止漿塞，再加裝托盤，繼續注漿直到再次達到二次注漿終壓一段時間后停止注漿。
[0011]優選地，所述纖維漿液包括超細水泥、水、減水劑及耐堿玻璃纖維，所述水與超細水泥的質量比為1.2:1-1:1，減水劑摻量為超細水泥質量的1% _2%，耐堿玻璃纖維的摻量占總體積的1% -2% ;
[0012]其中超細水泥平均顆粒粒徑為2.8um-3.6um，最大粒徑不超過20um ;減水劑采用祭系尚效減水劑。
[0013]優選地，所述纖維漿液包括普通硅酸鹽水泥、水、減水劑及耐堿玻璃纖維，所述水與普通娃酸鹽水泥的質量比為1.2:1-1:1，減水劑摻量為超細水泥質量的1% _2%，耐堿玻璃纖維的摻量占總體積的1% -2% ;
[0014]其中普通硅酸鹽水泥平均顆粒粒徑為36um-68um，最大粒徑不超過80um ;減水劑采用蔡系高效減水劑。
[0015]優選地，所述耐堿玻璃纖維長度為lmm-6mm，直徑為10um-20um，采用如下步驟對耐堿玻璃纖維進行預處理:
[0016]a.耐堿玻璃纖維先經350 °C高溫熱處理Imin ；
[0017]b.再將耐堿玻璃纖維放置在20 %的稀NaOH和稀KOH溶液中100°C加熱兩小時；
[0018]c.用100°C流動的蒸餾水清洗耐堿玻璃纖維30min。
[0019]優選地，所述纖維漿液制備過程中先將超細水泥/普通硅酸鹽水泥與水按配比混合攪拌1.5min后，然后加入預處理過的耐堿玻璃纖維攪拌3min。
[0020]優選地，所述步驟(I)中，隔離管直徑大于錨桿直徑而小于鉆孔直徑，隔離管分為氣體單向閥門、內側密閉鋼管層、及外側彈性橡膠層，所述隔離管設有氣體單向閥門，可以單向的向外部圍巖傳遞爆轟波，注漿管固定于外側橡膠層內，由隔離管外側橡膠層上開有注漿孔，同時錨桿上也設有注漿孔，外側橡膠層、及錨桿上的注漿孔直徑為30mm。
[0021]優選地，所述步驟(I)中，隔離管內側固定有少量炸藥藥卷，精細爆破通過與圍巖緊密接觸的外側橡膠層將震動傳遞給圍巖，進一步打開裂隙開度，釋放地應力。
[0022]優選地，所述步驟(3)中，一次注漿的注漿速度是20L/min，注漿終壓是1.25MPa，注漿過程中壓力逐級增加，分別以0.5MPa、0.75MPa、lMPa、l.25MPa依次注漿。
[0023]優選地，所述步驟(4)硅酸鹽水泥與水玻璃溶液包括水玻璃、水、及水泥，所述水與水泥的質量比為0.8:1，水泥與水玻璃的體積比為1:1;
[0024]其中普通硅酸鹽水泥平均顆粒粒徑為56um-68um，最大粒徑不超過80um ;水玻璃的濃度為34Be’ -40Be’，水玻璃模數為2.4-2.8。
[0025]優選地，所述步驟(4)中，二次注漿的注漿速度為10L/min，注漿終壓為1.5MPa，達到二次注漿終壓1.5MPa后邊注漿邊向外移出隔離管，完全移除后調整好雙環止漿塞加裝托盤，直到再次達到二次注漿終壓1.5MPa后停止注漿。
[0026]采用上述方案取得的有益技術效果為:
[0027]巷道圍巖纖維漿液注漿加固的施工方法預先爆破將裂隙擴展放大，并產生二次裂隙，通過一次注漿注入帶有耐堿玻璃纖維的超細水泥漿液將外部圍巖進行填充，通過二次注漿注入不含有纖維的水泥水玻璃漿液將錨桿外部周圍進行填充，并通過邊注漿邊慢慢將隔離管向外移出，使得無纖維漿液通過一定壓力將含纖維漿液填充的圍巖中的細小空隙進行二次填充，二次注入的硅酸鹽水泥水玻璃漿液加速了漿液的凝固時間，為一次注漿實現快速封堵漿液界面、開挖圍巖后加快施工進度提供了技術支持，同時保證了圍巖填充纖維漿液的密實性，使得圍巖的抗剪強度、抗拉強度得到有效加強，而錨桿周圍也填充了無纖維漿液，使得漿液與錨桿的緊密的接觸性與粘結性，保證錨桿在高應力狀態下也能高性能的發揮作用，提高錨桿、漿液、纖維、圍巖四者的整體性，使得四者協同作用，從而根本上改善圍巖的性質，保證圍巖的整體穩定，為現場安全生產、保證生命財產提供了強有力的技術支持。
【附圖說明】
[0028]圖1為巷道圍巖纖維漿液注漿加固的施工方法流程圖。
[0029]圖2為雙環止漿塞安裝示意圖。
[0030]圖3為二次注漿中移出隔離管示意圖。
[0031]圖4為巷道圍巖纖維漿液注漿加固施工完成后的示意圖。
【具體實施方式】
[0032]結合附圖1至4對本發明的【具體實施方式】做進一步說明:
[0033]實施例1:
[0034]裂隙開度小于Imm的圍巖。
[0035]選用耐堿玻璃纖維長度為1mm，直徑為lOum，使纖維漿液進入圍巖裂隙，從根本上改善圍巖的性質，保證圍巖的整體穩定。采用如下步驟對耐堿玻璃纖維進行預處理:
[0036]a.耐堿玻璃纖維先經350 °C高溫熱處理Imin ；
[0037]b.再將耐堿玻璃纖維放置在20 %的稀NaOH和稀KOH溶液中100°C加熱兩小時；
[0038]