科创中国

技术领域

[0001] 本发明涉及一种注浆工艺，尤其是一种适用于巷道软弱破碎围岩的注浆加固的深浅孔与高低耦合注浆工艺。属矿山巷道，隧道等地下工程注浆加固技术领域。

背景技术

[0002] 随着大规模的矿山开采和采深的加大，软弱破碎围岩巷道支护问题日益突出，如淮北、淮南、龙口、徐州、铁法、肥城、枣庄等地区的矿区。软岩巷道一般具有围岩松软破碎、流变性大； 来压时间快、初期变形量大、持续时间长； 围岩遇水易于崩解、强度急剧降低等特点。如采用不适当的维护措施，巷道围岩变形愈加剧烈，最终将导致巷道破坏，探索软岩巷道合理支护方式成为亟待解决的重大问题。

[0003] 砌碹、金属支架等均属于被动支护，若仅依靠支护本身强度，很难承受高地应力的作用。锚杆、锚索虽被认为是主动支护，但因锚固的岩体为一些破碎或松散岩体，围岩的可锚性较差，很难满足深部软岩巷道的支护要求。此外，砌碹、金属支架成本高，施工速度慢、变形或破坏后维修较为困难，而大直径长锚杆、长锚索等支护方式既需专用设备，且大量使用时支护成本高，施工速度慢，不能大量用于我国软岩巷道支护。

[0004] 传统注浆加固采用浅孔注浆，或浅孔与深孔注浆管间隔布置，打孔、安装注浆管的数量多，浅孔与深孔注浆时压力难以把握，若注浆压力太小，则向破碎围岩中注入的浆液太小，就不能有效地将破碎围岩胶结起来，若注浆压力太大，往往造成对岩体的劈裂破碎，在围岩周边形成裂隙，造成浆液从围岩表面溢出。

[0005] 综上所述，开发一种高效、可操作、经济的，针对巷道等地下工程软弱破碎围岩进行加固的注浆工艺很有必要。

发明内容

[0006] 技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种工艺简单、安全、成本低、加固效果显著的深浅孔与高低压耦合注浆工艺。

[0007] 技术方案：本发明的深浅孔与高低压耦合注浆工艺，包含以下步骤：

[0008] a、首先在围岩体内钻一个浅孔，钻孔深度根据松动圈大小及围岩破碎程度而定，所述的浅孔(9)深度为2000mm~3000mm，浅孔直径为40mm~60mm；

[0009] b、在浅孔内插入孔口管，并进行封孔，采用锚固剂固定，并用丝绵或快硬水泥进行封孔，孔口管的长度为500mm~1000mm，直径为30mm~40mm，采用钢管加工制作，孔口管的外露端连接进浆阀、泄压阀和快速接头，且进浆阀与注浆软管连接；将孔口管外露端与注浆管相连接；

[0010] c、在孔口管安设完成后，对岩面进行复喷，向孔口周围的岩面喷射混凝土，使孔口周围的岩面对孔口管形成封闭层；所述喷射混凝土的强度等级为C25~C30，复喷混凝土厚度30mm~50mm，并保证孔口管外露长度不少于30 mm，以便后期进行注浆加固；

[0011] d、进行低压浅孔注浆，连接注浆装置注浆软管、进浆阀，然后启动注浆泵，打开注浆控制阀门，通过孔口管向浅孔内进行压力控制在2MPa~3MPa的低压浅孔注浆，使浆液充分渗入到浅孔周围的围岩体内；通过浆液扩散充填裂隙，形成浆液扩散区域，达到加固围岩体的目的，所述低压浅孔注浆浆液采用水泥浆液或水泥-水玻璃复合浆液；

[0012] e、低压浅孔注浆完成后，待浆液固化3~7天后，卸掉注浆管，采用钻头经孔口管向内进行扫孔，将浅孔改变为一个深孔，深孔的深度根据围岩松动圈大小及围岩破碎程度确定；

[0013] f、深孔注浆完成后退钻，连接注浆管，通过孔口管向深孔内进行浆液压力控制在3MPa~5MPa的高压深孔注浆，使浆液充分渗入到深孔周围的围岩体内，并与浅孔周围的浆液耦合，形成浆液扩散区域，注浆材料以稀水泥浆液为主，若围岩裂隙较小，采用超细水泥或化学浆液；

[0014] g、深孔注浆完成3 ~7天后，卸掉注浆管，对围岩进行再次复喷混凝土，复喷混凝土的厚度为30mm~50mm，对围岩进行封闭，防止注入孔内的浆液渗出，并保证孔口管的外露长度不少于30 mm。

[0015] 所述深孔的深度为5000mm~6000mm，钻孔直径为20mm~30mm。

[0016] 有益效果：本发明针对破碎松软围岩、大松动圈围岩注浆效果尤为显著，首先，通过低压浅孔与高压深孔分次注浆的有效结合，采用低压浅孔与高压深孔同管分次注浆，对破碎严重的松动圈外围进行加固，先通过低压浅孔充填注浆，采用较小的注浆压力，保证喷层不破裂防止浆液溢出，将浅部围岩中的裂隙、缝隙充填起来，相当于形成一个较厚的止浆墙，可为深孔高压注浆提供保证；之后再采用较高的注浆压力，进行高压深孔注浆，通过高压深孔注浆对深部围岩细微裂隙进行注浆加固，扩大注浆加固体的范围，将松动圈范围内的破碎围岩体都胶结起来，提供围岩的固有强度与稳定性。从根本上改变破碎围岩的力学特性，提高其自承能力；另外，在结合锚杆（索）加固后，将锚杆压缩拱、锚索深部承载圈等形成的内外圈承载结构有效地组合在一起，最终形成一个高强度、高刚度的多层锚壳组合拱结构，扩大了支护体系的承载范围，共同维持了巷道软弱破碎围岩的长期稳定与安全。