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摘 要： 开滦范各庄矿1327风道是梯形锚网巷道，与一水平调直巷贯通，一水平调直巷是直墙拱形砌碹支护，交叉范围达到26.7米，交角18度，针对1327风道与一水平调直巷交岔点断面大、受较大的水平应力顶板破碎而较难支护的情况，提出对交岔点顶板采用锚注支护的方法增强围岩的整体联接性，再加上锚杆、金属网、钢带以及锚索补强的加固作用，取得较好的支护效果。
关键词： 大断面交岔点；顶板支护；锚注；锚索补强
1 巷道交岔点主要力学分析
巷道开挖前，围岩处于平衡状态。巷道开挖后，围岩中原岩应力的平衡状态被破坏，应力重新分布，巷道表层围岩处于相对不稳定状态。当交岔点的第二条巷道开挖后，会引起围岩应力的再次重新分布，支承压力相互叠加，有可能造成原巷道围岩失稳。因此，进行大断面巷道交岔点加固控制技术研究是很有必要的。
2 交岔点巷道锚网索、锚注支护作用分析
2.1 锚杆支护作用分析
锚杆支护可提高围岩强度，尤其对于强度比较低的煤岩体，锚杆在煤岩体破坏前对其强度有很明显的改善作用。另外，锚杆支护可大幅度提高岩体内节理、层理、裂隙等不连续面的强度，阻止不连续面产生滑移。此外，锚杆可以改变围岩的应力状态，在围岩受拉区域，锚杆可以承担一部分拉应力而减小围岩受拉；在围岩受剪区域，可以通过锚杆压应力产生的摩擦力来增大围岩抗剪能力。
2.2 锚注支护方式增强围岩的整体联接性
在原有支护的基础上进行围岩注浆，可以提高支护体的强度与整体性，保证支护结构的稳定性。注浆锚杆是采用中空的锚杆兼做注浆管，利用锚杆加固的同时进行围岩注浆，可以封堵围岩的裂隙，增强围岩的整体性，将破碎围岩胶结成一个整体，使围岩本身成为支护体的一部分。同时，通过注浆使锚杆成为全长锚固的锚杆，从而将各层围岩连成整体，共同承载，提高支护结构的整体性。注浆后围岩与原岩形成整体，从而在大断面巷道交岔点较大应力作用下保持稳定而不易产生破坏。
2.3 锚索的补强支护作用
为防止顶板岩层的大面积冒落，需要在顶部按一定方式布置锚索。锚杆、锚注支护已将顶板下位岩层锚固形成一个整体的承载层，在此基础上安装锚索，可以将此承载层悬吊到顶板上部更加稳定的岩层中，从而形成更厚的承载层，有效控制了围岩变形，提高了巷道的围岩强度和整体性。
3 具体支护措施
1）1327风道与调直巷交叉点施工时，采用锚网索、锚注联合支护，先采用锚网支护，再进行锚注，最后用锚索补强支护。
① 锚网支护方案
顶锚杆杆体使用单向左旋无纵筋螺纹钢高强锚杆，锚杆杆体的加工应采用等强加工工艺，尾部螺纹段承载力不低于杆体破断力的90%，顶锚杆直径22mm，长度2.0m，屈服强度不小于500Mpa，间距不大于0.8m，顶锚杆排距0.8m，每孔装2卷树脂锚固剂（1支CK2530和1支K2550），顶钢带使用直径不小于14mm的钢筋焊制而成的钢筋梯子梁钢带，配金属菱形网护顶。（图2中AB段为抬棚交叉钢带范围）。
两帮采用直径20mm，长2000mm的等强锚杆，辅以金属菱形网配合帮钢带护帮。巷道上帮、下帮均匀布置帮锚杆，间距不大于800mm。帮锚杆排距与顶锚杆排距一致，锚杆锚固力不低于30KN，每眼装1支K2550树脂锚固剂，帮钢带可以采用直径不小于10mm的钢筋焊制而成的钢筋梯子梁钢带。
② 锚注施工
施工顺序：锚网施工完成后初喷100mm厚砼→打注浆锚杆孔→安装注浆锚杆→注两帮注浆锚杆→注顶部注浆锚杆→在监测监控移变量的基础上，巷道浆皮有挤裂现象，再补喷50mm厚砼→复注。
钻孔顺序：钻孔方式为间隔打孔，打孔的间距定为隔两排打一排孔，注浆后4.5m时再回头间隔打剩余未打的孔，直至注浆结束。注浆时也按同样顺序进行。打孔、注浆次序如图1所示，图中所示的打孔、注浆顺序为：I1→I2→II1→II2→Ⅲ1→Ⅲ2→I3
支护参数：
注浆锚杆：规格为直径22mm、长度2000mm，采用4分黑铁管制作，壁厚4mm，杆体上顺序钻有直径6mm注浆孔，封孔采用快硬水泥药卷。巷道全断面布置注浆锚杆，间排距1500mm。
水灰比：注浆材料是注浆技术中一个不可分割的部分，浆液的可注性及其力学性能是决定注浆效果的关键因素，注浆材料的成本及浆液消耗量的大小又决定了注浆加固技术经济上的合理性。因此，注浆材料的选取是巷道注浆加固能否成功的先决条件。
注浆材料的选取主要考虑下列原则：浆液的结石体最终强度高；浆液结石率高，与软岩具有良好的粘附性；浆液流动性好，配比易调；浆液具有足够的稳定性。综合考虑以上因素，决定注浆材料采用冀东水泥厂425#水泥。浆液水灰比为0.7：1～1：1。
注浆量：对于单孔而言，为了保证合理注浆量，一是控制泵压，在泵压达到1.5～2.5MPa时应停止注浆；二是根据相邻钻孔跑浆量来确定，相邻钻孔一旦跑浆，应及时封邻孔或停止注浆。一般每孔按8～12袋水泥（每袋水泥50kg）为适中，第一次注浆量约每米2.7吨；为保证在大断面巷道交岔点的施工质量，复注是非常必要的，复注量一般为一次注浆量的60%，每米复注量约为1.2吨。
注浆压力：通过对众多的工程资料、理论、试验的总结，确定注浆压力为1.5～2.5Mpa，最大注浆压力为2.5Mpa。
工程质量标准：
锚杆间排距误差不超过±100mm；
锚杆外露不大于50mm，锚杆预紧力要达到50KN以上；
两个顶角锚杆与水平面的夹角为70-80度，最下面一排锚杆距底板不大于100mm，呈30°45°下扎，以控制底鼓量，其余锚杆与巷道轮廓线垂直，锚杆眼角度偏差控制在+5度以内；
树脂药卷：型号为CK2530，每根锚杆使用不少于3卷药卷，并搅拌均匀，凝固15分钟后再将螺母上紧；
喷浆厚度150mm，全部达到设计要求，表面喷浆平整密实；
注浆技术要求：
注浆锚杆布置好并依次编号后方可注浆。水灰比及水泥强度符合设计要求；
注浆终压为1.5～2.5MPa，如达不到压力，则以平均每孔8袋水泥为准；
注浆浆液要严格进行材料配比，认真搅拌，确保搅拌均匀，在注浆过程中仍应不停搅拌，防止有沉淀和浆液粘度下降，确保浆液质量是锚注支护的关键；
注浆锚杆封孔使用专用水泥药卷，每根锚杆配两个药卷，把药卷在清水中浸泡10-15秒，必须先抽掉纸芯，用手揉捏均匀后，稳稳地推入孔内，封住孔口，确保封孔严实。
③ 锚索补强支护方案
根据顶锚索要打到稳定岩层中1m以上的原则，参照此区域12煤层柱状图，确定巷道顶锚索长度为6.5m，使用直径不小于17.8mm的高强度、低松弛钢绞线锚索，其屈服载荷大于318KN， 破断载荷大于353KN，延伸率大于3.5%。托板规格为500mm长的25U型钢。顶锚索外露长度不大于250mm，使用3支K2550或2支K2550配合2支CK2530的树脂药卷。顶锚索采取三趟五花布置，锚索排距为2.4m，边锚索距帮均为1.4m。
2）调直巷南北口采用吊单杆、锚注、锚索的联合支护方式。（如图2，图中未画出打锚杆具体位置及锚注孔具体位置）
4 应用效果
按照设计方案和施工工艺实施大断面交岔点支护，巷道掘出3个月后，通过顶板离层指示仪监测，锚固区内、外顶板没有发生明显离层现象，顶板处于稳定状态。实测巷道最大顶板下沉量140mm，收敛变形速度趋于停止，交岔点总体维护效果良好
关键词： 大断面交岔点；顶板支护；锚注；锚索补强
1 巷道交岔点主要力学分析
巷道开挖前，围岩处于平衡状态。巷道开挖后，围岩中原岩应力的平衡状态被破坏，应力重新分布，巷道表层围岩处于相对不稳定状态。当交岔点的第二条巷道开挖后，会引起围岩应力的再次重新分布，支承压力相互叠加，有可能造成原巷道围岩失稳。因此，进行大断面巷道交岔点加固控制技术研究是很有必要的。
2 交岔点巷道锚网索、锚注支护作用分析
2.1 锚杆支护作用分析
锚杆支护可提高围岩强度，尤其对于强度比较低的煤岩体，锚杆在煤岩体破坏前对其强度有很明显的改善作用。另外，锚杆支护可大幅度提高岩体内节理、层理、裂隙等不连续面的强度，阻止不连续面产生滑移。此外，锚杆可以改变围岩的应力状态，在围岩受拉区域，锚杆可以承担一部分拉应力而减小围岩受拉；在围岩受剪区域，可以通过锚杆压应力产生的摩擦力来增大围岩抗剪能力。
2.2 锚注支护方式增强围岩的整体联接性
在原有支护的基础上进行围岩注浆，可以提高支护体的强度与整体性，保证支护结构的稳定性。注浆锚杆是采用中空的锚杆兼做注浆管，利用锚杆加固的同时进行围岩注浆，可以封堵围岩的裂隙，增强围岩的整体性，将破碎围岩胶结成一个整体，使围岩本身成为支护体的一部分。同时，通过注浆使锚杆成为全长锚固的锚杆，从而将各层围岩连成整体，共同承载，提高支护结构的整体性。注浆后围岩与原岩形成整体，从而在大断面巷道交岔点较大应力作用下保持稳定而不易产生破坏。
2.3 锚索的补强支护作用
为防止顶板岩层的大面积冒落，需要在顶部按一定方式布置锚索。锚杆、锚注支护已将顶板下位岩层锚固形成一个整体的承载层，在此基础上安装锚索，可以将此承载层悬吊到顶板上部更加稳定的岩层中，从而形成更厚的承载层，有效控制了围岩变形，提高了巷道的围岩强度和整体性。
3 具体支护措施
1）1327风道与调直巷交叉点施工时，采用锚网索、锚注联合支护，先采用锚网支护，再进行锚注，最后用锚索补强支护。
① 锚网支护方案
顶锚杆杆体使用单向左旋无纵筋螺纹钢高强锚杆，锚杆杆体的加工应采用等强加工工艺，尾部螺纹段承载力不低于杆体破断力的90%，顶锚杆直径22mm，长度2.0m，屈服强度不小于500Mpa，间距不大于0.8m，顶锚杆排距0.8m，每孔装2卷树脂锚固剂（1支CK2530和1支K2550），顶钢带使用直径不小于14mm的钢筋焊制而成的钢筋梯子梁钢带，配金属菱形网护顶。（图2中AB段为抬棚交叉钢带范围）。
两帮采用直径20mm，长2000mm的等强锚杆，辅以金属菱形网配合帮钢带护帮。巷道上帮、下帮均匀布置帮锚杆，间距不大于800mm。帮锚杆排距与顶锚杆排距一致，锚杆锚固力不低于30KN，每眼装1支K2550树脂锚固剂，帮钢带可以采用直径不小于10mm的钢筋焊制而成的钢筋梯子梁钢带。
② 锚注施工
施工顺序：锚网施工完成后初喷100mm厚砼→打注浆锚杆孔→安装注浆锚杆→注两帮注浆锚杆→注顶部注浆锚杆→在监测监控移变量的基础上，巷道浆皮有挤裂现象，再补喷50mm厚砼→复注。
钻孔顺序：钻孔方式为间隔打孔，打孔的间距定为隔两排打一排孔，注浆后4.5m时再回头间隔打剩余未打的孔，直至注浆结束。注浆时也按同样顺序进行。打孔、注浆次序如图1所示，图中所示的打孔、注浆顺序为：I1→I2→II1→II2→Ⅲ1→Ⅲ2→I3
支护参数：
注浆锚杆：规格为直径22mm、长度2000mm，采用4分黑铁管制作，壁厚4mm，杆体上顺序钻有直径6mm注浆孔，封孔采用快硬水泥药卷。巷道全断面布置注浆锚杆，间排距1500mm。
水灰比：注浆材料是注浆技术中一个不可分割的部分，浆液的可注性及其力学性能是决定注浆效果的关键因素，注浆材料的成本及浆液消耗量的大小又决定了注浆加固技术经济上的合理性。因此，注浆材料的选取是巷道注浆加固能否成功的先决条件。
注浆材料的选取主要考虑下列原则：浆液的结石体最终强度高；浆液结石率高，与软岩具有良好的粘附性；浆液流动性好，配比易调；浆液具有足够的稳定性。综合考虑以上因素，决定注浆材料采用冀东水泥厂425#水泥。浆液水灰比为0.7：1～1：1。
注浆量：对于单孔而言，为了保证合理注浆量，一是控制泵压，在泵压达到1.5～2.5MPa时应停止注浆；二是根据相邻钻孔跑浆量来确定，相邻钻孔一旦跑浆，应及时封邻孔或停止注浆。一般每孔按8～12袋水泥（每袋水泥50kg）为适中，第一次注浆量约每米2.7吨；为保证在大断面巷道交岔点的施工质量，复注是非常必要的，复注量一般为一次注浆量的60%，每米复注量约为1.2吨。
注浆压力：通过对众多的工程资料、理论、试验的总结，确定注浆压力为1.5～2.5Mpa，最大注浆压力为2.5Mpa。
工程质量标准：
锚杆间排距误差不超过±100mm；
锚杆外露不大于50mm，锚杆预紧力要达到50KN以上；
两个顶角锚杆与水平面的夹角为70-80度，最下面一排锚杆距底板不大于100mm，呈30°45°下扎，以控制底鼓量，其余锚杆与巷道轮廓线垂直，锚杆眼角度偏差控制在+5度以内；
树脂药卷：型号为CK2530，每根锚杆使用不少于3卷药卷，并搅拌均匀，凝固15分钟后再将螺母上紧；
喷浆厚度150mm，全部达到设计要求，表面喷浆平整密实；
注浆技术要求：
注浆锚杆布置好并依次编号后方可注浆。水灰比及水泥强度符合设计要求；
注浆终压为1.5～2.5MPa，如达不到压力，则以平均每孔8袋水泥为准；
注浆浆液要严格进行材料配比，认真搅拌，确保搅拌均匀，在注浆过程中仍应不停搅拌，防止有沉淀和浆液粘度下降，确保浆液质量是锚注支护的关键；
注浆锚杆封孔使用专用水泥药卷，每根锚杆配两个药卷，把药卷在清水中浸泡10-15秒，必须先抽掉纸芯，用手揉捏均匀后，稳稳地推入孔内，封住孔口，确保封孔严实。
③ 锚索补强支护方案
根据顶锚索要打到稳定岩层中1m以上的原则，参照此区域12煤层柱状图，确定巷道顶锚索长度为6.5m，使用直径不小于17.8mm的高强度、低松弛钢绞线锚索，其屈服载荷大于318KN， 破断载荷大于353KN，延伸率大于3.5%。托板规格为500mm长的25U型钢。顶锚索外露长度不大于250mm，使用3支K2550或2支K2550配合2支CK2530的树脂药卷。顶锚索采取三趟五花布置，锚索排距为2.4m，边锚索距帮均为1.4m。
2）调直巷南北口采用吊单杆、锚注、锚索的联合支护方式。（如图2，图中未画出打锚杆具体位置及锚注孔具体位置）
4 应用效果
按照设计方案和施工工艺实施大断面交岔点支护，巷道掘出3个月后，通过顶板离层指示仪监测，锚固区内、外顶板没有发生明显离层现象，顶板处于稳定状态。实测巷道最大顶板下沉量140mm，收敛变形速度趋于停止，交岔点总体维护效果良好