注漿加固作用機理
1骨架網絡作用
漿液在泵壓的作用下擠壓或滲透到破碎煤巖體的大大小小的裂隙中去,漿液固結后,以固體的形式充填在裂隙中并與巖體固結,這些充填的材料在巖體內形成新的網絡狀的骨架結構。從而提高煤巖體的整體強度。
2) 補強加固作用
注漿可改善巖體弱面的力學性能,既提高裂隙的粘聚力和內摩擦角,增大巖體內部塊間相對位移的阻力,從而提高圍巖的整體穩定性。
3) 充填壓實作用
注漿漿液在注漿泵注漿壓力的作用下,不但可以將相互聯通的巖體裂隙充滿,同時在壓力的作用下,還可以將充填不到的封閉裂隙和空隙壓縮,從而對巖體整體起到壓實作用。壓實作用的結果是使巖體的彈性模量提高,強度也相應提高。
4) 轉變破壞機理作用
當巖體中存在較大的裂隙時,且裂隙附近的巖石單元處于二向應力狀態,而當裂隙內充滿加固材料后應力發生變化,這些單元將轉變成三向受力狀態。巖石在三向受力狀態下的強度極限將比在兩向或單向時顯著增大,并且脆性減弱,塑性增強,注漿加固從而起到了轉換破壞機理和增加巖體強度的作用。
5) 與支護結構形成共同承載作用
注漿使巷道破碎煤巖體重新膠結成整體,形成承載結構,充分發揮圍巖的自穩能力,并與巷道原有支護體系共同作用,從而減輕原有支護體系承受的載荷,注漿加固可明顯改善巷道圍巖應力分布,大大減少巷道頂板下沉量。
現代“工程軟巖”的概念及其合理支護技術現狀:
現代“工程軟巖”的含義并非僅指那些軟、弱、松、散等低強度的巖層,而是泛指在工程壓力的作用下能產生顯著塑性變形的一切工程巖體。
有些具有較高強度的巖石,處在較低工程壓力的作用下表現為硬巖的變形特征,而在較高工程壓力的作用下則表現為軟巖的變形特征。
任何形式的被動式支護體系,其支護能力在超強的地應力面前都是十分脆弱和渺小的,根本不可能控制得住高應力工程軟巖的變形。只有設法恢復和提高淺部圍巖的自撐能力和承載能力,使其有效抵御深部圍巖的巨大變形壓力,才能有效控制此類軟巖巷道的變形。而錨注聯合加固支護法正是一種適于此機理的支護方法。
錨注加固聯合支護技術:
錨注加固聯合支護技術是一種將現代注漿加固技術、柔性錨索加固技術與傳統錨噴支護技術有機地結合在一起的新型加固支護技術方式。它綜合了錨桿(索)和注漿加固技術的所有優點,并在此基礎上衍生出了許多新的特點,成為解決高應力工程軟巖安全維護的有效手段,其顯著優點如下:
①與傳統錨噴支護技術中噴砼層的作用原理相比,漿液的注入能夠明顯改善圍巖的物理力學性質;漿液充填到煤巖體的孔隙之中,使破碎煤巖體重新膠結成一體,從而提高了煤巖體的整體強度和穩定性。
②在錨注聯合加固支護體系中,由于漿液能夠與煤巖體及錨索全面接觸,將錨索與鉆孔間隙、周圍巖體的縫隙全部充填滿,從而形成“網絡”效應,如同自然界中樹木的主根與須根的共同固結作用一樣,使錨索受力傳遞的可靠性和連續性得以充分保障。并通過漿液結石體“網絡”將力傳遞到圍巖之中,全面調動了圍巖的自身承載能力,同時使錨索自身的加固性能得以充分發揮。
③注漿后,錨索與地下水、空氣間的聯系全部中斷,徹底阻止了銹蝕反應,從而保證了錨索的長期錨固能力,保證了支護體系的長期穩定性。
④在錨索和漿液的共同作用下,注漿范圍內的所有巖石被膠結加固成一個整體圓涵,保護著整個巷道的自由空間。
⑤長達數米的柔性錨索的加入,使錨注聯合加固支護體系中的“加固拱”厚度大增,而“加固拱”厚度的增加,從根本上為大斷面巷道安全維護奠定了理論基礎因此,采取錨索與注漿相結合的方法,使錨索與注漿各自的適用范圍得到擴展,大大提高支護效果。