摘 要：為了滿足採區通風的需要，一般迴風巷道施工斷面較大，且巷道位於高應力集中區，受採動影響和施工擾動影響，巷道多為雙重支護，即錨網噴支護後架拱縮棚支護，因此，對於拱支棚子巷道開口施工交岔點的加固顯得尤為重要，該文根據施工現場的情況，選擇對應的支護形式和方法對交岔點進行加固。取得了較好的支護效果。
關鍵詞：高應力;巖巷交岔點;大斷面;加固技術;
巖巷交岔點在採區迴風巷道中，是採區通風的咽喉部位，巷道夾角小，跨度大，服務年限長，支護可靠性程度要求高。靈活運用錨網索+噴混凝土支護技術對交岔點進行加固，已逐漸成為大斷面交岔點支護技術的主流。本文從具體工程例項出發，通過對交岔點的加固方法的研究，探討高應力集中條件下的大斷面巖巷交岔點支護加固技術的研究與應用。
一、工程背景
該交岔點位於平煤八礦丁四下延採區迴風下山開口向裡50米處，與丁四下延迴風下山夾角40°施工迴風道，為Y形交岔點。工程底板標高-429m，丁四下延迴風下山與迴風道斷面相同，巷道淨寬×淨高=4.0×3.5m，均採用錨網噴支護。施工地段的巖性主要為泥岩和砂質泥岩。丁四下延迴風下山採用錨網噴支護後，由於受附近採動及地應力影響，巖體質量顯著降低，巷道擠壓變形，頂板壓力較為顯著，巷道底鼓、頂板脫皮掉頂嚴重。
二、巷道圍巖性質及變形分析
(一)巷道圍巖性質及附近巷道壓力情況調查
丁四下延迴風下山迴風道開口位於丁5.6煤層以下，分別為泥岩、砂質泥岩和丁7煤，根據相鄰巷道(戊四下延軌道、戊四下延迴風)實地檢視，主要出現了以下幾種變形破壞現象：①兩幫收斂(戊四下延迴風上段巷幫最大收縮量達300mm);②巷道底板為砂質泥岩，遇水易膨脹(戊四下延迴風上段最大底臌量達500～800 mm);③區域性地段巷道噴漿層剝落，圍巖外露;④由於受採動影響，地應力作用，巷道變形量較為明顯。上述巖性及附近巷道壓力作用，對於巷道開口施工交岔點難度較大。
(二)交岔點支護機理分析
由於丁四下延迴風下山巷道巖性較差，且頂板壓力較大，在採用套架4194拱縮棚支護後，巷道支護效果明顯加強，在開口施工迴風道，摘除開口側4194拱縮棚腿子，就會破壞原有4194拱縮棚的支護強度，頂板會出現垂直方向上的頂壓力和徑向方向上的側壓力，出現棚子失衡的現象，減小了開口交岔點的支護強度。
三、交岔點加固機理分析及支護技術引數
(一)交岔點採用錨索關鍵部位耦合支護技術實施對交岔點的加固丁四下延迴風下山迴風道開口前，首先使用2200等強錨杆將29U鋼樑固定在拱縮棚的正頂處和開口側的肩窩處，對29U鋼棚子進行加固，然後摘除29U拱縮棚腿子，通過巷道頂底板、兩幫移近量以及錨杆托盤應力的監測，確定支護的最佳時間(段)，再對巷道圍巖關鍵部位施加高預應力的錨索，使用8米長錨索穿過29U鋼樑預留孔，用29U鋼樑做為錨索托盤對29U鋼棚樑進行加固，使圍巖和支護體達到耦合支護力學狀態。
(二)對於交岔點“牛鼻子”採用雙控錨杆支護法進行加固交岔點回風道開口後，由於受交接巷道頂板卸壓區和兩幫的支承壓力區相互疊合影響，“牛鼻子”為交岔點施工的應力最集中的部位，應力集中係數較開鑿前提高40% ～50%。在交岔點的“牛鼻子”部位，巖體兩次遭到爆破作用。因此，交岔點周圍形成裂隙區的深度，往往增大若干倍，支護體的承載能力增大後，工作條件惡化。交岔點維護良好，不僅可以減小高應力積聚，而且起到一定的減跨作用。當巷道掘到“牛鼻子”處後，設計要求採用雙向錨杆加槽鋼穿眼加固“牛鼻子”部位。
(三)施工順序的優化。根據施工過程優化原則，採用先加固丁四下延迴風下山開口處交岔點，後開口施工迴風道的施工順序。
(四)支護引數的優化。巷道交岔點加固支護引數的確定，原則上依據彈塑性理論和圍巖軟化模型，並結合工程類比方法進行確定。
1、錨索
錨索的長度取8m。由於深部工程載荷加大，且有剪應力存在，採用Φ17.8mm鋼絞線錨索，樹脂藥卷五個，每根連鎖樑上固定3根，每根樑正中及兩端分別固定一根，錨索間距3m，為對稱佈置，由於29U鋼樑預留孔較大，固定錨索時，可使用錨盤墊在29U鋼樑上，再加鎖頭固定預緊錨索。
2、錨杆
在交岔點加固中主要起固定29U連鎖樑作用，長度以產生塑性軟化區的範圍確定，在拱縮棚的正頂處和肩窩位置佈置，為了便於固定U鋼樑預緊螺帽，選用錨杆時可選用Φ20mm×2200mm的螺紋鋼等強錨杆，每組2根，使用29U卡纜將29U連鎖樑固定在29U鋼棚子上。樹脂藥卷三個，採用加長錨固錨杆。
3、金屬網
軟巖巷道對網的作用要求很高，通過網對巷壁的約束，能夠有效改善圍巖應力狀態，發揮錨固體的'整體效能。
四、支護效果
從該交岔點採用新支護方案加固的情況看，支護狀況良好，近2個月的觀測顯示，巷道兩幫的最大相對移近量僅為75mm，頂底板的相對移近量為60mm，最大離層量為10mm，工程圍巖變形已基本穩定。實踐證明，採用錨網(索)噴加U鋼拱縮棚支護的交岔點，採用29U鋼樑加固的支護方案較為成功。
五、結語
(一)錨網噴+U鋼棚雙重支護體系，開口施工交岔點時，採用29U鋼樑加錨索加固技術，可有效控制深部交岔點工程的變形，支護結構合理，可以充分發揮其支護的柔性、主動、高強以及讓壓等特點，對複雜地質條件下的軟巖交岔點也是較為適用的。
(二)巖巷交岔點加固的支護設計，應通過對其變形力學機制的研究，並根據現場實際條件確定最優的支護引數設計和最佳的施工過程設計。