【斜井过特厚表土砂砾层技术】砂砾土

发布时间:2019-08-28 01:29:15 来源: 判裁文书 点击:

  摘要:本文根据工程实例,对斜井过特厚表土砂砾层技术进行详细探讨.   关键词:表土砂砾层;U型钢;管棚   ?#22411;?#20998;类号:TD55 文献标识码:A
  引言:斜井井筒通过涌水较大的深厚表土砂砾层,目前国内主要采用地面冻结法、地面帷幕注浆法、降水小井疏干法等。以上方法工程造价均?#32454;擼以?#26045;工后也须一定的补救措施。吴家峁主斜井通过增加工作面短段帷幕注浆,小管棚超前支护和U型钢+网喷临时支护,顺利通过?#39034;?#36798;168m的表土砂砾层。
  1.工程概况
  吴家峁矿井隶属于汾西集团中泰煤业有限责任公司,位于山西省吕梁市中阳县武家庄一带,矿井地处吕梁山西侧,黄河中游东岸,为典型的黄土高原地貌。矿井主斜井设计倾角-23°,矿井设计生产能力6.0Mt/a,主斜井全长1303.632m,倾角-23°,掘进断面32.63m²,宽度6900mm、高度5450mm。表土砂砾层施工全长168.77m,其中明槽段施工40m,暗槽段施工128.77m。
  2.施工方案
  根据主斜井地质条件及表土砂砾段施工段层厚,?#33539;?#20027;斜井表土砂砾段采取工作面短段帷幕注浆进行堵水、加固;小型挖掘机分三步掘进开挖;小管棚超前支护配合U29型钢+网喷进行临时支护,双层钢筋混凝土永久支护;多台激光指向仪指向的快速就位、对注浆孔、管棚、U型钢准?#33539;?#20301;以及对巷道的超、欠挖进行控制施工。
  3.注浆堵水、加固工艺
  注浆采用短段帷幕、双液注浆法,范围为斜井?#19978;?#36718;廓线外扩5米,以每12米为一个堵水、加固循?#33539;危?#24453;加固完成后,开挖9米再进行下一个循?#33539;?#27880;浆,孔位距斜井?#19978;?#36718;廓线?#38405;?00mm位置布孔,布孔19个,其中四周16个孔分别以四排孔放射注浆加固,以?#23736;?#20026;例:第一排放射角度58°,钻?#21672;?#24230;6.51m;第二排孔放射角度38°,钻?#21672;?#24230;8.98m;第三排孔放射角度25°,钻?#21672;?#24230;13.2m;第四排孔放射角度14°,钻?#21672;?#24230;12.35m;中间三个孔垂直钻孔注浆,钻?#21672;?#24230;12米。详见图1
  由于工作面含水层为静水压,注浆前在工作面喷射一层厚500mm止浆墙,防止发生向前坍塌现象,注浆钻孔?#26412;段?2mm,注浆压力控制在0.5Mpa~2.5Mpa;注浆可使砂砾层粘结强度及密实度增加,起到砂砾层均匀密实和稳固的作用;砂砾层间隙中充满了不流动而且?#25506;?#30340;浆液后,透水性封闭,注浆后检测单孔涌水量≤0.5m³/h。
  
  
  图1注浆钻孔布置断面、剖面(局部)示意图
  1-注浆孔1#-19#2-工作面止浆墙500mm
  4.掘、砌施工工艺
  表土砂砾层暗槽掘砌施工工序如下:帮部开挖(1m)→初喷→架棚?#21462;?#25329;部开挖→初喷→打超前管棚→架顶梁→挖中间核心土(10m)→由工作面向后清底退挖机→打基础→稳模→扎钢筋→上模板浇筑(直至通过表土砂砾层)
  施工过程中的交叉掩护作业
  (1)在上一循环架设的U型钢支架掩护下进?#26012;?#24490;环掘进开挖,?#34892;?#25511;制了顶板坍塌的发生,保障挖掘时的安全作业;
  (2)在上一循环管棚的超前支护下进?#26012;?#24490;环的超前管棚支护,以及U型钢顶梁的架设;
  (3)掘进10m后在U型钢和喷射混凝土的临时支护掩护下进行钢筋混凝土永久支护;给施工创造良好的作业环?#24120;?#19981;仅保?#29486;饕等?#21592;安全,也有利于质量的控制。
  4.1掘进
  井筒表土段分两部份施工,第一部份采取明槽掘砌,第二部份采取暗槽掘砌。该表土呈天然稠度状态,?#23454;?#22362;硬,结构疏散,大孔隙,遇水成泥浆,局部?#24615;?#21365;石和厚层状含水砂砾层。表土暗槽掘进过程中极易发生?#23736;?#21644;片帮,经调研后决定采用三步掘进法,开挖顺序为先开挖两帮,在延巷道拱部环形开挖,最后挖取中间核心土,在遇有坚硬砂砾、卵石层时采用破碎锤破碎后进行掘进。详见图2。
  (1)首先进行Ⅰ部位棚腿开挖,开挖宽度1.5m、高度3.5m、帮部预留200mm修边土层,每循环开挖段长1m,开挖切面呈直角三角形,以减少开挖土层暴露面积;挖掘机挖掘结束后采用人工风镐进行刷帮、修正预留土层至设计尺寸;
  (2)完?#30722;?#37096;临时支护后沿巷道拱部环形开挖Ⅱ部位,预留核心土,可减小土层的超前坍塌距离,对工作面形成强有力的支撑,便于脚手架平台的搭设。环形土开挖高度易控制在2m,脚手架平台与核心土高度一致,有利于作?#31561;?#21592;施工;
  (3)在完成本循环的临时支护后进行核心土的开挖,同时转入下一循环掘进。
  
  图2三步掘进法开挖示意图
  Ⅰ-棚腿开挖; Ⅱ-拱部环形开挖?#34382;?预留核心土;1-预留修边土层
  4.2超前、临时支护
  临时支护分为小管棚超前支护和U29型钢+网喷支护,临时支护采用当班掘进当班支护;临时支护作为永久支护的一部分,不进行拆除、回收。
  超前支护采用Φ40mm无缝钢管,长1.5m,管棚间距300mm,管棚支护范围为自中线左右各60°;U29型钢分4段组成,棚腿2根,拱部2根;搭接长度400mm,每段使用2个卡缆,棚与棚间距800mm,使用8根拉杆连接;金属网采用Φ6.5mm、网幅1m×2m、网格100×100mm;喷射混凝土厚度200mm,喷射砼强度等级C20。
  每部位开挖完成后,须及时进行初喷封闭土层,在完成拱部初喷后采用风煤钻配合Φ42mm麻花钻杆进行打眼,打眼深?#20219;?.4m,角度与巷道掘进坡度呈2°,管棚?#37319;?#37319;用打一装一,在管棚施工完成后及时铺设金属网,扶U型钢棚,U型钢棚与顶板接触不实的地方采用背板背实,严禁留有空隙?#29615;?#26842;结束后进行二次复喷至设计值。
  施工标准
  (1)?#32454;?#25511;制U型钢架设角度,根据井筒角度,迎山角选择在4°~5°;
  (2)U型钢及其附件的材质?#22270;?#24037;必须符合设计要求和相关标准规定;
  (3)U型钢要架设整齐采用标准拉钩进行连接与井筒?#36739;?#25104;直线,U型钢架设迈步和角度要一致,不得出现前倾后仰及棚腿悬空现象,拉钩不?#29028;?#25509;或不使用;
  (4)架?#23736;?#26842;时,须搭设安全、牢固的脚手架平台,平台?#29486;饕等?#21592;须系安全带;
  (5)管棚?#36739;?#19982;巷道?#36739;?#19968;致,纵向两组管棚的搭接长度应符合设计要求;
  (6)钻孔必须准确,孔眼直,深度足,砂土清干净,必要时用吹管将孔内砂石吹出。
  4.3永久支护
  在临时支护达10m(架设12~13架U型钢)后进行永久支护。永久支护采用双层钢筋混凝土,厚度500mm,强度C25;钢筋层间距400mm,保护层厚度50mm,纵筋采用Φ18mm螺纹钢,?#26041;?#37319;用Φ20mm螺纹钢;连接筋采用Φ8mm钢筋,?#26041;?#38388;距300mm,内纵筋间距300mm,外纵筋间距346mm;钢筋采用10#铁丝双?#30722;?#25166;,钢筋搭接长?#20219;?2d。详见图3
  碹胎由20#槽钢加工而成,碹腿采用3根Φ108mm钢管做横撑,碹骨焊接活动斜撑,(在浇筑结束后不进行拆模,先拆除斜撑,不影响前方施工作业);碹胎间距1.5m,由10#槽钢连接成整体,墙部采用1500mm×300mm土建模板,拱部采用1500mm的10#槽钢加工而成,有利于运输和安装。
  混凝土浇筑由前向后,?#19978;?#21521;上浇筑,混凝土配料系统、搅拌系统、输送泵集中布置在地面井口?#27975;?#36890;过管?#20998;?#25509;运输至使用地点,保证了连续浇筑施工和浇筑质量。
  
  图3吴家峁矿井主斜井井筒表土砂砾层支护图
  1-预留核心土;2-Φ40mm无缝钢管,[email protected];3-外?#26041;睿[email protected]
  4-内?#26041;睿[email protected];5-外纵筋,Φ[email protected];6-内纵筋,Φ[email protected]
  7-连接筋,Φ[email protected];8-C25混凝土;9-C20喷射混凝土;10-U29型钢1-片石砂浆
  5.量保证措施
  为达到快速精?#33539;?#20301;,施工中采用3台激光指向仪?#40644;?#20013;在巷道中线位置,正顶向下500mm?#37319;?#19968;台,控制巷道?#36739;頡?#22369;度以?#23736;?#26495;掘进尺寸;在巷道左右起拱线位置各?#37319;?#19968;台,用来控制底板掘进尺寸和帮部超、欠挖;这样、无论在掘进、打管棚、架棚还是稳模过程中都可以快速定位,?#28044;?#36895;度,?#23745;?#30456;关数据,同时在地质数据的收集,日常检查、验收都?#23745;?#20102;相关参数;减小了技术人员的劳动强度,提高了工作效?#30465;?
  6.结语
  实践证明:在?#34892;?#38477;低施工成本;采用三步掘进开挖?#22270;?#24378;临时支护我们?#19994;?#20102;斜井过特厚表土砂砾层的好对策,并采取?#34892;?#25514;施,顺利通过了表土砂砾层;提高工程质量和施工的安全性,取得了较好的技术成效,当然这也离不开相关领导和管理人员的高度重视。
  
  

相关热词搜索:表土 斜井 砂砾 技术

版权所有 律师资料网 www.cxubq.club
海王星王国援彩金