本發(fā)明涉及軟巖巷道修復，尤其涉及一種大變形軟巖巷道的超前注漿修復方法。

背景技術：

1、目前，隨著我國西部煤炭開采深度逐年增加，西部軟巖巷道在高應力作用下常發(fā)生持續(xù)的變形和破壞，巷道斷面不斷縮小。為保證巷道使用功能，必須刷大巷道斷面，重新進行巷道支護。對于這類巷道，傳統(tǒng)的技術方法都是先清理后支護的修復方式，且這類方法修復存在成本高、危險性大、支護工序繁雜、施工時間長、支護勞動強度高等問題，且在施工的過程中，巷道圍巖受施工和地應力的聯(lián)合作用，不可避免會對臨近圍巖產生額外的變形和裂隙發(fā)育，無法保證軟巖巷道圍巖最大程度的完整性，巖層強度大大降低，從而導致巷道修復困難，支護強度減弱等技術缺陷。

2、針對這類工程問題，以及當前修復技術方案缺陷，在分析軟巖巷道圍巖變形破壞力學機理及巷道圍巖控制力學原理的基礎上，提出一種技術成熟、結構簡單、施工操作簡單、制造成本低、且能實現(xiàn)適應巷道圍巖變形情況的動態(tài)支護的修復方法，目的是經濟有效地實現(xiàn)對大變形軟巖巷道圍巖的變形修復，是我國西部軟巖礦區(qū)開采實現(xiàn)安全高效生產迫切需要的關鍵技術。

3、為實現(xiàn)對巷道冒頂災害的修復，中國專利公開號cn?106089246?a公開了一種基于注漿錨桿的巷道冒頂災害修復方法，主要通過評判圍巖穩(wěn)定性進行分類，然后根據(jù)不同的類別采取不同的角度打孔注漿，最終實現(xiàn)對冒頂巷道的修復。該專利提供了一種注漿充填加固空頂區(qū)及垮落矸石的巷道冒頂處理方法，雖能實現(xiàn)對巷道冒頂?shù)暮唵涡迯停摲椒ㄖ荒茚槍ο锏烂绊數(shù)男迯?，并不能實現(xiàn)對整個變形巷道的清理修復，且繼續(xù)使用失效的錨桿并不能起到應有的支護效果，所以該方法仍存在一定的缺陷和不足。

4、針對高地壓三軟煤層沿空順槽的返修問題，中國專利公開號cn?113107489a公開了一種高地壓三軟煤層沿空順槽超前注漿加固方法，通過選擇合適的注漿材料對煤巖體進行注漿加固，實現(xiàn)了巷道由傳統(tǒng)事后修復向超前主動加固的轉變，保證了沿空順槽的支護穩(wěn)定。該專利雖提出了這樣一種超前注漿的加固方法，但未與不同的地質條件做適配，從而使得該方法受限于只能在類似的工程地質條件下使用，且注漿加固方式僅限于傳統(tǒng)的鋼管注漿、注漿錨桿注漿和注漿錨索注漿，在其所述的裂隙發(fā)育、松軟破碎的煤巖體區(qū)域漿液易擴散，導致消耗量大、浪費情況嚴重且很難達到其預定的注漿壓力，所以該超前注漿加固方法仍有一定的局限性。

5、由于該類軟巖巷道圍巖變形量大、持續(xù)時間長、松動圈范圍大，目前使用的軟巖巷道修復方法對破碎圍巖的加固針對性較差且效率較低，變形后若不及時進行修復，就會嚴重影響巷道的整體穩(wěn)定性，且不同區(qū)段的軟巖巷道的變形情況不同，如若一昧的使用單一的修復方案，在變形情況嚴重區(qū)域會產生修復效果太差、甚至導致二次返修問題的出現(xiàn)，而在變形情況較輕的區(qū)域則會出現(xiàn)過度支護，浪費材料，經費成本大大提高的問題。因此，針對大變形軟巖巷道的修復難題，需采用預注漿的加固措施提高圍巖的完整性，增強施工的效率以及安全性，以保證圍巖的整體強度，避免二次大變形問題的出現(xiàn)，同時應具備靈活動態(tài)的支護參數(shù)調整機制，在修復施工保質保量完成的前提下，實現(xiàn)降本、增效的工程目標。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決背景技術中所提出的技術問題，本發(fā)明提供一種大變形軟巖巷道的超前注漿修復方法。

2、本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)：一種大變形軟巖巷道的超前注漿修復方法，包括如下步驟：

3、步驟s1、引入評估參數(shù)p，依據(jù)評估模型，對待修復區(qū)域的巷道進行分類；

4、步驟s2、根據(jù)巷道類型，確定注漿孔的鉆孔角度以及注漿次數(shù)；

5、步驟s3、依據(jù)步驟s2對待修復區(qū)域進行打孔預注漿及封孔；

6、步驟s4、清理巷道內壁，令巷道變形的收縮比修復至1；

7、步驟s5、安裝主動支護結構；

8、步驟s6、安裝被動支護結構；

9、步驟s7、修復達到一個循環(huán)步距8m時，將巷道內的矸石清除運出，再重復步驟s3～s6。

10、優(yōu)選的，所述步驟s1中，引入評估參數(shù)p，根據(jù)評估模型，即公式(1)計算巷道圍巖的變形情況；

11、

12、式中：d為巷道圍巖變形指數(shù)；p為圍巖變形分類的評估參數(shù)；r為巖石的質量指標rqd值；f為巖性普氏系數(shù)；s為巷道變形的收縮比，其值為巷道斷面尺寸的當前值與設計值之比；

13、根據(jù)計算得到巷道圍巖變形指數(shù)d，不同的變形指數(shù)d的值用來評估待修復巷道的圍巖變形情況，以對應巷道所需不同的支護修復參數(shù)，分類標準為：

14、當8<d<＝10時，巷道屬于微小變形巷道；

15、當6<d<＝8時，巷道屬于一般變形巷道；

16、當4<d<＝6時，巷道屬于大變形巷道；

17、當2<d<＝4時，巷道屬于嚴重變形巷道；

18、當0<＝d<＝2時，巷道屬于報廢巷道。

19、優(yōu)選的，所述步驟s2中，在巷道截面平面上沿徑向方向打深為8m鉆孔，所述鉆孔的延伸方向與巷道軸向平面呈α角；

20、當巷道屬于微小變形巷道時，無需注漿修復；

21、當巷道屬于一般變形巷道時，α＝15°，分段注漿次數(shù)為1；

22、當巷道屬于大變形巷道，α＝25°，分段注漿次數(shù)為2；

23、當巷道屬于嚴重變形巷道，α＝35°，分段注漿次數(shù)為3；

24、當巷道屬于報廢巷道時，無需注漿修復(不適用)。

25、優(yōu)選的，所述步驟s3中，以組為單位，對注漿孔進行“三分注漿法”，即分時注漿、分段注漿、分壓注漿；所述s3中，注漿完畢后使用軟木塞裹黃麻對注漿孔進行封孔。

26、優(yōu)選的，所述分時注漿的操作如下，使相鄰的兩組注漿孔的注漿時間存在一定間隔，且按照注漿孔由下至上、由兩側至中心、隔一注一的順序對注漿孔進行注漿，間歇注漿法的間歇時間控制在1～2小時，給漿液加固留下一定的凝固時間，有利于漿液在軟巖巷道的破碎圍巖中充分滲透填充凝固，提升對巷道的加固效果。

27、優(yōu)選的，所述分段注漿的操作如下，根據(jù)注漿段的長度和分段注漿次數(shù)將注漿區(qū)域分成若干個段，把漿液泵入進注漿孔內，從離注漿器距離最遠的注漿點開始注漿，起始段注漿完成后，移動注漿器到下一段的注漿點，繼續(xù)注入，在每段注漿的過程中，要在注漿劑開始硬化之前完成所有的注漿工作，且為了保持注漿的均勻性，每次注漿時應控制注漿劑的流量和速度，避免產生氣泡，保障注漿質量。

28、優(yōu)選的，當對各個段不同的注漿點分別進行注漿時，考慮注漿效果、擴散范圍和經濟性等因素，需控制各個注漿點的漿液注入壓力，以保證破碎圍巖形成質量良好的圍巖高強加固拱；

29、注漿時通過注漿調壓閥的調節(jié)，在各分段注漿區(qū)執(zhí)行不同的注漿壓力：第一次注漿壓力控制在1.5mpa，等待1小時左右水泥結石體強度提升后進行二次注漿，第二次注漿的壓力控制在2mpa，第三次注漿的壓力控制在2.5mpa，其中，每段注漿時壓力需由小到大逐漸調節(jié)。

30、優(yōu)選的，所述步驟s4中，對巷道圍巖進行清理時無需等待預注漿液完全凝固即可進行，在開始使用風鎬清理的一段時間內，也是為漿液加固保留的時間，可以提升巷道修復效率約20％。

31、優(yōu)選的，步驟s5操作如下，當清理步距達到錨桿/索的設計間排距時，對尺寸達標的巖體進行重新打孔，插入錨桿/索，重新安裝托盤、螺母并施加預應力，完成新主動支護的施工；

32、優(yōu)選的，所述步驟s6操作如下，錨桿錨索施工完成后，在巷道內部架設u型鋼棚，并對巷道內表面噴漿，完成被動支護的施工。

33、優(yōu)選的，所述步驟s7中，巷道擴修、安裝支護與超前預注漿可在不同位置處同時進行，三個工序施工工作面同步向前推進可大大提高大變形軟巖巷道的修復效率

34、所述s7中，當?shù)谝粋€修復循環(huán)完成時，此時的注漿高強加固拱約為9～10m，選擇提前進行修復循環(huán)的原因是：1、保證壓縮區(qū)整個徑向方向上的連續(xù)性與整體性；2.提高巷道清理修復效率，給后續(xù)循環(huán)中的漿液以充足的時間膠結松散圍巖；3.保持施工作業(yè)的連貫性，降低各個施工小組互相的影響，同時減少材料的損耗浪費。

35、相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于：

36、本發(fā)明提出的大變形軟巖巷道的動態(tài)超前預注漿修復方法是通過巷道變形評價、預注漿充填、膠結加固松散圍巖，形成高強加固拱，然后進行清理修復，再配合主/被動加固支護，最終實現(xiàn)完成大變形軟巖巷道快速、安全、高效修復的目的，本方法是一種流程簡單、操作安全、修復快速、加固可靠的修復方法。

37、本發(fā)明提出的超前預注漿修復方法能夠借助漿液將松散破碎的軟巖膠結為整體，在圍巖斷面上形成一整個高強度注漿加固拱，大大提高了變形巷道圍巖的自穩(wěn)能力和承載強度，阻止了圍巖的進一步變形及巷道的持續(xù)收縮，在提升巷道支護強度的同時，也為軟巖巷道的清理修復提供了施工前提和安全保障；

38、本發(fā)明適用于大變形軟巖巷道的動態(tài)修復方法能夠根據(jù)巷道不同位置、施工過程中所遇到的不同變形情況，動態(tài)調整修復支護參數(shù)，能夠在超前注漿固結巷道圍巖的同時，提高修復施工的效率，減少材料的損耗和二次返修的幾率，使得注漿加固拱的承載能力大大提高，修復過程更加安全，修復后的巷道整體性更強，穩(wěn)定性更高，同時施工流程也能很好地貼合項目實際的現(xiàn)場情況。

39、本發(fā)明的注漿漿液在膠結破碎圍巖的同時，也封堵了巖石的孔洞、裂隙，隔絕了空氣，能夠防止圍巖接觸空氣和被水浸濕而產生進一步的崩解，解決了巷道圍巖強度持續(xù)降低和修復后巷道大變形再次出現(xiàn)的問題，同時能夠避免瓦斯?jié)B漏、漏風，杜絕瓦斯和火災隱患；

40、本發(fā)明提出的修復方法相對于傳統(tǒng)方法，技術方法工序清晰，各工序多個工作面同步推進解決了傳統(tǒng)工序效率低下、且施工人員長時間在危險工作面作業(yè)，人身安全難以保證的問題。本發(fā)明大大提升巷道修復效率的同時，又使得巷道的修復更加的安全、材料更為節(jié)省，清理、支護隊伍各司其職確保了修復后的巷道更加的穩(wěn)定耐用。