钢筋混凝土风桥技术应用

李素锋

（晋城煤业集团成庄矿生产技术科，山西 晋城 048021）

引言

成庄矿现开采的3号煤层位于山西组的下方位，沉积稳定，厚4.30～7.68m，平均6.44m，硬度f＝2～4。煤层顶板多为粉砂岩，底板多为泥岩，少数为粉砂岩。成庄矿的3号煤层是全区稳定的主要可采煤层，也是矿井主开采煤层。3号煤层采用盘区式准备，煤层走向是长壁综合机械化采煤法开采，盘区大巷采用三巷或五巷布置，巷高3.6～4.2m，胶带巷和辅运巷沿煤层底板布置，回风大巷沿煤层顶板布置，回风大巷布置在靠近回采工作面一侧。采面巷道巷高3.2～3.8m，为满足回采工作面运输、通风等需要，巷道开口处需要与盘区大巷构筑风桥，矿井每年大概需新建风桥20余座。

以往所做风桥为分体料石砌筑成型，需放炮或人工支挖墙体，然后人工砌筑料石墙，墙体上方棚设工字钢，工字钢上方铺设水泥盖板，水泥盖板上方铺设黄土，最后风桥上下喷浆。该风桥施工工艺复杂，工序繁多，运输料石、盖板、水泥等材料；运输量大，工期长；抗压强度低，在顶板来压时会造成墙体变形、桥面裂缝，漏风严重，返修量大；在风桥上部轨道运输、胶轮车运输作业时，对风桥承重能力提出了苛刻的要求，很难满足重型材料运输。针对上述风桥存在的问题，尝试采用钢筋混凝土风桥，应用实践表明：不仅施工工期短、漏风少、劳动强度低、还能满足胶轮车、轨道运输。

2 钢筋混凝土风桥施工工艺

将风桥墙体及桥面预埋矿用锚杆（与周围岩体锚固）、工字钢及钢筋网片，用混凝土进行一体浇筑成型。基本分为三种方式：

1）在已有巷道下方穿越巷道风桥施工工艺。

2）在巷道底板墙体位置支挖1 000mm宽×500mm深（根据运输重量决定），墙体之间宽度为下方巷道宽度，风墙长度为保证不漏风，向巷道两帮实体煤延伸1 000mm，施工矿用锚杆，预埋钢筋网片，用搅拌好的混凝土浇筑两侧墙体。桥面找平，铺设风筒布、风桥四周留设金属网片、浇筑100mm厚混凝土，强度C20，铺设钢筋网片。

3）混凝土上部铺设工字钢，工字钢上部铺设钢筋网片并与预埋钢筋网片搭接，用混凝土浇筑220mm厚，人工使用振动棒进行混凝土找平并铺实。风桥下部巷道穿过风桥时，用掘进机开挖巷道两帮露出风桥墙体即可，下部两帮金属网和留设金属网片搭接，巷道通过风桥后，对风桥前后顶帮采取加密锚索配合钢筋梯梁加强支护。

2.1 巷道上方穿越巷道风桥施工工艺

1）巷道施工过程中提前用掘进机开挖巷道两帮满足风桥墙体宽度，支护过程中预埋矿用锚杆、锚索及钢筋网片（延伸至巷道上部煤体）。

2）支模并用搅拌好的混凝土，强度C20，浇筑两侧墙体。

3）待混凝土凝固后，在混凝土墙体上部铺设钢筋网片、工字钢，在工字钢上部铺设旧皮带。

4）风桥上部巷道穿过风桥后，取掉皮带在工字钢上方铺设钢筋网片延伸至巷道两侧并与预埋锚杆、锚索及钢筋网搭接，用混凝土进行浇筑。

2.2 已贯通巷道的风桥施工方法

1）在巷道前期施工过程中用掘进机挖出风桥墙体宽度，支护过程中预埋锚杆、锚索及钢筋网片。

2）浇筑风桥墙体，待混凝土凝固后，在墙体上部铺设钢筋网片、工字钢，在工字钢上部铺设钢筋网片，并与预埋锚杆、锚索及钢筋网片搭接，用混凝土进行浇筑。

3）风桥上方需要运输时，在墙体基础内工字钢下各预埋2根5 000mm长的轨道，在轨道上加工十字槽，使用大链穿过，与顶板上施工的专用起吊锚杆（每组两根，共计16根起吊锚杆）进行吊挂，使用花兰螺丝与起吊锚杆连锁涨紧，满足轨道吃力即可，不许将轨道吊起。

3 五盘区5104／5313巷运输横川风桥施工工艺

3.1 巷道维护

风桥下巷道顶板锚索由2－0－2补强为2－1－2布置，间距2 000mm，规格为22×7 400mm，锚固采用三支锚固剂（一支K2335，两支Z2360），预紧力≥250kN，外露长度150～250mm。两帮采用锚索加钢筋梯梁补强加固，锚索采用规格为22×4 300mm的矿用锚索，锚索间距1.7m，锚索锚固采用三支锚固剂（一支K2335，两支Z2360），锚索预紧力不小于150kN，锚索外露长度150～250mm，钢筋梯梁规格6mm×4 000mm，加固范围延伸至风桥两端各5m。

3.2 预埋锚杆

3.3 编织钢筋网

3.4 材料用量及配比

3.5 凝固时间

钢筋混凝土采用一体浇筑，厚度为32cm，凝固时间为48h，浇筑完毕后，按照每天3次，不少于15d的养护期。

4 与传统风桥施工对比

1）安全方面。由于开帮量小，减少了放炮次数，避免了放炮安全隐患；比传统风桥运输量减少，降低了运输安全隐患。

2）效率方面。传统风桥运料石、砌墙、喷浆等工序时间长，施工一座风桥最快需要7d最慢则需要15d。预筑钢筋混凝土时，前期支墙体基础用时3d，运料及辅助工作1d，浇注时利用地面搅拌好砼装胶轮车运到风桥处集中浇注半天即可，效率提高1倍多。

3）质量方面。钢筋混凝土风桥封闭好、强度高，吊挂轨道后，可以通行重车运输。

5 结语

预先构筑钢筋混凝土风桥在5313／5104运输横川风桥施工第一次使用后，与传统风桥施工相比，该施工工艺工序简单、施工工期缩短，提高了施工效率和工程质量，减少了后期漏风返修次数，降低了职工劳动强度，随后推广到全矿。另外，采用顶板起吊轨道的方法，不仅保证了受力体转移至巷道顶板，还保证了风桥的承载性能，经风桥施工后实践验证，完全符合风桥标准，是一种安全、高效、实用的施工工艺。