引水隧洞老煤窑方案施工方案Word文档下载推荐.docx

1、针对该老煤窑采空区的特点、难点，选调公司具备该类工程丰富施工经验的队伍组织施工，选调一名项目副经理主抓生产，抽调测量、试验、质检、安全等精干人员作好质量、安全的全过程的控制工作。劳动力组合表名称单位数量备注管理人员人4技术人员2电工1空压司机汽车司机采购 仓管员开挖班3出碴班立架喷砼班试验工注浆班电焊工钢筋班3.3机械设备投入 拟投入本工作的主要施工设备表设备名称规格及型号功率、容量及能力完好程度电动空压机10m3/min 70KW台良好自卸三轮车1m3凿岩机YT-28钻孔直径5mm砼干喷机TK96115m3/h双液注浆泵2TGZ-60/12060L/min12MPa浆液搅拌机2200L立式电

2、 焊 机BX2-50045KW水 泵IS80-50-31550m3/min扬程125m31.5KW潜水泵250JQK80-2010KW全 站 仪topcan2/3.5Km 2mm+2PPD水 准 仪DSZ21.5mm钢筋调直机钢筋切断机喷砼封闭掌子面、上下左右前方打超前探孔第四章 隧洞开挖、支护施工方案超前预支护及预加固施工洞身开挖通风、排险、出渣初喷5cmC25混凝土安装钢拱架钻孔，安装锚杆，安装注浆小导管、挂钢筋网复喷混凝土，覆盖钢拱架 老煤窑采空区施工流程图4.1超前探孔首先对掌子面采用钢筋网片并喷射15cm厚混凝土进行封闭，必要时采用铺挂双层钢筋网进行封闭，确保掌子面稳定，以及注浆时掌

3、子面安全。使用6米炮钎对隧洞上下左右各个方向进行超前探孔，以确定前方岩石状况。4.2超前预支护及预加固施工4.2.1超前小导管施工方法超前支护采用双层42mm、壁厚3.5mm的无缝钢管，第一层长度为3.5m，第二层长度为4.5m，超前小导管呈梅花型布置，洞身上部周边240度布设。无缝钢管采用气腿式凿岩机钻孔，成孔后用气动锤振入，并将小导管与隧道钢拱架焊接牢固。钢管前端做成尖形,钢管上钻注浆孔孔径10mm,孔间距15cm，尾部留置50m不钻孔作止浆段。第一层钢管沿拱架中心线布置，外插角为510角，环向间距20cm ，纵向间距1.5m，且纵向相邻两排超前小导管水平搭接长度不小于1.5m。第二层钢管

4、沿开挖轮廓线布置，且与第一层钢管呈梅花型布置，外插角为2030角，横向间距20cm ,纵向间距1.5m，纵向相邻两排超前小导管水平搭接长度不小于1.5m。超前支护纵断面图超前支护横断面图超前小导管施做完毕后进行注浆,将水泥浆注入导管，根据实际地质情况作出调整,一般情况下压力为1 Mpa，在特殊情况下也不能少于0.5Mpa,应同时满足周围吸浆量,注浆完毕2小时以后等水泥浆凝固后形成较稳定的加固圈，才进行隧洞开挖。超前小导管施工工艺流程图4.2.2小导管施工流程1）小导管加工小导管前端加工成锥形，以便插打，并防止浆液前冲。中间部位钻10mm溢浆孔，成梅花型布置（防止注浆出现死角），间距150mm，

5、尾部0.5米范围内不钻孔，防止漏浆，末端焊6环行箍筋，小导管加工成形图 2）小导管安装：小导管采用气腿式凿岩机钻孔，成孔后用气动锤振入，并将小导管与隧道钢拱架焊接牢固。3）注浆浆液选择、配制及注浆a浆液的选择：根据设计图纸采用水泥砂浆（水灰比1.11:1.1，注浆压力为0.51Mpa。）。b初选配合比后，用凝胶时间调节、测定固结体的强度，确定最佳配合比。c注浆压力由现场试验确定。严格控制注浆压力，按设计要求，保证浆液的渗透范围。注浆过程中防止出现跑浆、串浆现象的发生。d注浆：注浆管联接好后，先压水检验管路是否畅通，然后开动注浆泵，通过小导管把浆液注入岩层。e浆液必须在规定的时间内用完。4）注浆

6、检查：单根小导管的固结直径不小于400mm；特殊情况下采用双液浆电动注浆机压注时，压力宜为0.30.5MPa，当注浆完毕后，将管口封堵，防止浆液倒流，未达到要求时，应进行补注浆。4.3隧洞开挖4.3.1主要的施工方法：3#隧洞老煤窑采空区开挖与支护遵循管超前、短进尺、强支护、多循环的施工原则。隧洞施工过程中全面贯彻新奥法施工原则，充分利用围岩的自承能力和开挖面的约束作用，采用超前小导管及喷混凝土为主要施工支护手段，及时对围岩进行加固，约束围岩的松弛和变形，并通过对围岩和支护的量测、监控来指导施工。其施工程序详见图新奥法施工工艺流程图。3#隧洞老煤窑采空区开挖以人工开挖为主，弱爆破开挖为辅，由于

7、隧道围岩稳定性较差，所以采用新奥法施工，先开挖拱顶范围，每次循环进尺0.51m，开挖后立即素喷一层C20混凝土厚5cm。然后先施作拱顶超前小导管并注浆，再架立钢拱架，钢架通过20纵向连接筋连接，挂6.5150X150钢筋网片，钢拱架拱脚处每侧打2根长2.5m25锁脚锚杆，稳定后开挖下台阶。4.3.2洞身开挖施流程1）洞身施工严格遵守先支护，后开挖，短进尺，快封闭的原则。2）在开挖中主要采用工开挖并铺以风镐开挖，有必要时采用弱爆破开挖，开挖尽可能减少超挖及减轻对围岩的扰动和破坏。3）洞身开挖采用分两台阶法施工。上台阶高度为1.1m1.6m，保持合理开挖循环进尺和圆顺的开挖轮廓线，减少对周围岩体结

8、构的扰动。4）上台阶开挖后立即施做初期支护，初期支护中注意锁脚锚杆的施工，不得遗漏，以防出现掉拱现象。紧跟开挖工作面及时施做施工支护，必要时先护顶后开挖，或采取其他辅助施工措施稳定开挖工作面，以控制围岩的变形，保证施工安全。5）下台阶的开挖应在上台阶的施工支护基本稳定后进行，并认真加固拱脚支护，使上部施工支护与围岩形成完整的体系。下台阶采用人工并铺以风镐开挖，以减少对周边的扰动，并严格控制开挖边线，严禁超挖欠挖。下部开挖完成后及时进行支护，尽早成环。上下台阶步距为24m。开挖步距：施工步距为0.51.0 m。开挖横断面图 开挖纵断面图4.4钢拱架施工4.4.1钢拱架施工方法钢拱架采用I20工字

9、钢，施工主要由钢拱架加工、钢拱架架设、钢拱架喷砼等工序组成。架立钢拱架，钢架通过20纵向连接筋连接，挂6.5150X150钢筋网片，再喷30cm厚C25砼。为防止上台阶面钢拱架下沉，架立钢拱架时，一要预留下沉量58cm，二要在钢拱架拱脚处每侧打2根长2.5m25锁脚锚杆。下部开挖结束后及时进行支护,尽早施做仰拱封闭成环,并随时进行观察、测量。 钢拱架横断图 钢拱架纵断图钢拱架施工工艺流程图4.4.2钢拱架施工流程1）钢拱架加工钢拱架加工质量的好坏直接影响到结构的安全和稳定，要把好各道加工工序的质量关。加工准备a 钢材采购。根据设计图纸，合理采购各种型号钢材，钢材进场时按批量和型号分批试验，检验

10、内容包括对标志、厂家、品种、数量、外观检查，并按规定抽样做力学性能试验，符合要求才能使用。b人员组织。钢拱架加工人员主要由电焊工和辅助工组成，人员数量根据钢拱架的类型、进度要求、加工机械等因素综合考虑。c加工场地。加工场地应进行硬化处理。d机械设备。钢拱架加工机械主要有冷弯机、电焊机、台钻、切割机。加工a根据钢拱架的设计图，合理设计钢拱架的节段数目，节段数目越小，承载能力就越大；反之，节段数目越大，承载能力就越小。因此，在考虑架设难度的同时，对钢拱架的节段数目尽量小些。b制作钢拱架加工平台，根据线型制作加工模具，除端头节外，其它每节钢拱架法兰均要求能对齐。c经对钢拱架图纸重新确认无误后，进行实

11、地放样，先加工一榀完整的钢拱架现场进行拼装。检查其尺寸、焊接质量、平整度等，符合要求后再批量加工。d加工完后，对成品尺寸、焊接质量进行检查，发现问题及时解决处理，保证钢拱架合格，然后进行分类堆放。2）钢拱架架设隧道开挖后，应及时检查开挖断面尺寸，如有欠挖，应立即予以处理。进行中线、高程放样，放样中线要准确，掌子面要有明显的中线标记，避免钢拱架偏离中线造成严重的超欠挖现象。对拱脚处的虚碴进行处理，拱脚必须放在牢固的基础上。拱脚标高不足时，不得用块石、碎石砌垫，而应设置钢板进行调整，或用砼浇筑。架设时，要及时检查榀与榀之间的间距及每榀钢拱架与隧道中线的垂直晴况，要符合施工规范要求。按间距50cm设

12、置一榀钢架,钢架要连接牢固,并与环向小导管加以连接。钢拱架连接完并检查后，焊接纵向连接筋，其用材与环向间距要符合要求。钢架间采用20钢筋连接, 顶部180度间距20cm,下部180度连接筋间距30CM，钢架与纵联20钢筋间用满焊联接,钢架间先用M20螺栓联接,再用点焊加固。钢架与岩面间的空隙必须用喷射混凝土填塞密实,以免钢架出现点支撑,受力不均。每榀钢拱架按要求进行锁脚锚杆的施工。锁脚锚杆必须与钢拱架进行焊接，使锚杆和钢拱架形成一个共同承载体系。型钢钢架安装前必须先打锚杆,挂网后先喷一层混凝土,然后再安装型钢钢架,型钢钢架与环向砂浆锚杆或中空注浆锚杆相焊接,焊接后按设计要求厚度分层喷射混凝土。

13、钢拱架应在弧形槽开挖后立即架立钢拱架，喷砼应先喷钢拱架与轮廓之间的间隙，再喷钢拱架周围，最后喷钢拱架之间，每一循环的施工应在仰拱完成后按设计要求喷护成全环封闭体系，覆盖钢拱架的砼厚度不小于4cm。4.5砂浆锚杆及注浆小导管施工4.5.1施工方法锚杆及注浆小导管按洞身上部240度布置，环向间距50cm，纵向100cm，梅花形布置，布设时应尽量垂直岩面。锚杆采用25砂浆锚杆，长度2.5m；注浆小导管采用42无缝钢管，长度2.5m。砂浆锚杆及注浆小导管横断面图锚杆施工工艺流程图4.5.2施工流程4.5.2.1砂浆锚杆施工流程砂浆选用32.5普通硅酸盐水泥；砂子用粒径不大于3mm的中粗砂，用前应过筛；

14、水泥砂浆配合比一般控制水灰比：W：C0.5：11：1，注浆压力为0.51.0Mpa。速凝剂使用前应作速凝效果实验，一般要求初凝不大于5分钟，速凝剂掺量占水泥重量的3%左右。在锚杆注浆前用高压风将孔清理干净，然后进行注浆。注浆时，以水引路，将砂浆充满注浆器和管路，并用高压将水泥砂浆由导管压入钻孔中。保证砂浆锚杆全粘结措施：砂浆配合比根据实验确定，砂浆配料准确并应拌和均匀，随拌随用，一次拌和的砂浆必须在初凝前用完；注浆开始或中途暂停超过30min时，应用水润滑灌浆管道，注浆孔口压力不得大于1.0Mpa，注浆管应插至距孔底510cm处，随水泥砂浆的注入缓慢均匀拔出。随即迅速将杆体插入，锚杆杆体插入孔

15、内的长度不得短于设计长度的95%，若孔口无砂浆流出，应将杆体拔出重新注浆。锚杆施工控制措施：钻孔深度严格控制，采用顶进钻机打入，孔径35，保证锚杆外露100mm以便安设垫板，采用高压风清孔；然后注浆。注浆压力控制为0.51.0Mpa。4.5.2.2注浆小导管施工流程中间部位钻10mm溢浆孔，成梅花型布置（防止注浆出现死角），间距100mm，尾部0.5米范围内不钻孔，防止漏浆，末端焊6环行箍筋，小导管加工成形图当采用双液浆电动注浆机压注时，压力宜为0.30.5MPa，当注浆完毕后，将管口封堵，防止浆液倒流，未达到要求时，应进行补注浆。4.6喷射混凝土施工4.6.1喷射混凝土施工方法喷射混凝土按先

16、拱部再边墙部，分块由上向下进行。喷射混凝土采用干喷工艺，以保证喷射混凝土的质量。降低回弹目标：拱部不超过30%，边墙不超过20%。降低喷射混凝土回弹措施：熟练喷射手施作、喷前清理岩面粉尘杂物、初喷厚度35cm、喷射距离0.61.2m、喷嘴应垂直受喷面、从而消除水平分力。根据经验，初喷按试验室配合比，以增大混凝土与岩面的粘结力，达到降低回弹的目的。喷射混凝土选用的水泥应该是加入速凝剂后，凝结快，保水性能好，早期强度发展快，收缩较小。喷射混凝土选用的砂子中砂或中粗砂，砂子的含水率控制在5%7%。喷射混凝土选用的石子级配为520mm。喷射混凝土选用的速凝剂掺量为2%4%。当施工温度低于5度时喷射混凝

17、土不能正常施工，喷射混凝土的配合比根据试验室配合比确定。喷射混凝土工艺流程图4.6.1喷射混凝土施工流程1）喷头操作在喷射混凝土作业中是一个重要环节。混凝土的厚度匀质性、密实程度以及减少回弹量等，都同正确而熟练的喷头操作技术分不开的。喷射机安装调试好后，先注水再送风，清通机筒和管路，同时高压风吹受喷表面。喷射手拿起喷头,首先要检查水环眼孔，如果堵塞，用小针疏通，若不疏通，会使射水不匀，喷出的混凝土流束出现灰一条白一条的现象，既影响混凝土质量,也增加回弹量。此外，喷射手还要检查水眼是否安装合适，若安得不正，部分水流不经由水眼而直接进入喷嘴同拌合料混合，会出现沿岩壁淌浆的现象，也影响混凝土质量。喷

18、射时，先注水（喷嘴要朝下, 避免水流入输料管内），后送风，然后上料。喷射前, 先把喷头处的水阀开动一点，即先给喷头一股水，待混合料送至喷头后，调整水阀就可把水灰比找好（正常工作中,水阀一般不宜经常变动）。调整水阀寻找合适的水灰比时或喷射中供料突然中断时,喷头应对着岩壁底脚,待水灰比正常后，方可把喷头对准要喷射的地点。拿喷头的姿势，首先应保证喷射方向与受喷面垂直，其次要使喷头操作省力、方便和灵活。当喷射侧墙的较低部位时，可将输料管夹于腋下，以减轻手腕的负担。当喷射较高部位时，可将输料管夹于两腿间或担在肩上，那样较为省劲。输料管宜顺直放置或以尽可能大的半径弯曲。连续上料，保持机筒内料满。在料斗口设

19、置15mm孔径的筛网，避免超径骨料进入机内。 严格控制加水量。当看到喷混凝土成团，发亮，表面呈现湿润暗灰黑色光泽，无干斑，不流淌，表面平整且无异常回弹和粉尘，说明加水量合适。若有干斑，回弹和粉尘大，则是加水量偏小，若流淌，则是加水量过大。视岩面潮湿程度酌情调整水灰比。岩面干燥,水灰比可稍大一点,岩面较湿,水灰比要小一点。喷射要分段、分片进行，隧道内按纵向35m 为一段, 先高后低，每片高约2m，每片均自下部开始向上移行，喷射料束环形旋转,转速均匀,以2S左右喷一圈为宜，一圈压半圈。喷射第二行时, 依顺序由第一行终点上方开始, 行间搭接23m。料束运动轨迹见下图。一次喷至以不坠落时的临界状态或所

20、需厚度时, 才向前方移动, 一般喷厚不应小于5cm。厚度可采用标桩法或针探法控制。全片喷完一层后再喷第二层, 两层喷射时间间隔约2030min 。喷射前个别受喷面有坑洼的、应先喷坑洼再找平。喷射料束运动轨迹图喷嘴口至受喷面以距离0.61.0m为宜，喷嘴以垂直于受喷面为最佳。合适的喷射距离和喷射角度可使回弹率最低，见下图。喷射完毕，闭紧水阀门，喷头出口朝低处放置, 以免水阀漏水倒流入输料管内。喷射距离对回弹的影响喷射角度对回弹的影响 2）喷射混凝土的养护喷射混凝土层一般较薄，当空气干燥时，若不及时养护，极易发生早期干缩裂纹，掺入的速凝粘稠剂在一定程度上抑制了水泥的化学反应进程，影响混凝土强度的发

21、展, 所以，要加强养生，在终凝后12h内喷雾，之后，经常保持潮湿状态，养生时间不应少于14d。3）控制措施检查开挖断面尺寸，清除杂物、松动岩体；埋设短节钢筋，标志砼应喷厚度，喷射作业时分段、分片、分层，自下而上依次进行，喷射砼紧跟工作面。喷射混凝土的配合比按设计要求通过试验确定，粗骨料最大粒径不宜大于12mm，喷射混凝土的顺序应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.61.0m范围内，射流方向垂直指向喷射面，但在钢筋部位应先喷填钢筋一方后再侧向喷填钢筋的另一方，防止钢筋背面出现空隙；喷射混凝土完成初凝2h后方可进行下一道工序，此后采取喷水养护措施不少于7d。4.7采空区空腔处理4.7.1空腔处理

22、方法纵向长度小于2m的空腔采空区空腔中部预留一根50注浆钢管，注浆钢管两侧设置两根42长1m,两根长2m的观测管。初期支护基本稳定后对空腔进行注浆回填。纵向长度大于2m的空腔采空区空腔中部每2m预留一根50注浆钢管，注浆钢管两侧设置两根42长1m,两根长2m的观测管。2、施工操作工艺措施及主要做法要求埋设注浆管终止注浆灌注浆液浆液配制检查注浆设备注浆回填工艺流程图4.7.2空腔处理施工流程1）注浆管及观测管的安装小导管采用50x3.25mm热轧钢管，长度为300。注浆管在钢筋格栅安装时预先埋设于拱部,共1根，纵向间距2m，注浆钢管两侧设置两根42长1m,两根长2m的观测管，与钢拱架焊接牢固。注

23、浆分三次进行，第一次注浆高度约为1m，第二次注浆高度约为2m第三次注浆高度约为3m。注浆前应清理预埋的注浆管,将管内杂物和混凝土清理干净初支背后注浆，必须待喷砼完成28天才能进行。1.1，注浆压力为0.30.5Mpa。注浆过程中防止出现跑浆、串浆。注浆管与注浆机连接好后,排除管内空气,调整好注浆压力，启动注浆机开始注浆,注浆应在距封闭成环的掌子面5m外进行。注浆压力一般为0.30.5Mpa，注浆终压力0.5MPa。注浆时，随时观测压力和流量变化。当压力逐渐上升，流量逐渐减少，注浆压力达到终压时，稳定3min，可结束本次注浆。当两根相同长度的观测管都有浆液流出时，将管口封堵，防止浆液倒流，停止注

24、浆。第五章 开挖中预防塌方的方法5.1坍塌的原因分析老煤窑采空区施工的关键是确保围岩地层及支护结构的稳定，根据工程实践总结，支护结构较可靠，一般不会坍塌，坍塌较多为开挖面的围岩失稳。一般引起坍塌的原因或因素有：1）地层预加固效果不佳。老煤窑采空区开挖方案是以地层预加固为前提的一种施工技术，对松散地层，开挖的过程更主要的是支护的过程，地层加固是开挖成败的关键。地层预加固效果不佳，极易引起坍塌。2）开挖面暴露时间长。在预加固后开挖过程中，围岩土体会出现一个短暂的稳定。随着暴露时间延长，坍塌的可能性也越大。5.2预防措施5.2.1做好围岩加固超前支护是安全开挖的重要保证。根据老煤窑地质特点采取超前小

25、导管注浆进行围岩加固。另外，为保证掌子面稳定，必须对掌子面进行喷砼封闭。5.2.2开挖后及时封闭封闭分两层意思：一为开挖面的封闭；二为结构断面的封闭。开挖面的及时封闭就是尽可能减少开挖面的暴露时间。据统计，很多坍塌都出现在班组交接时，上个班组正在开挖过程中，下个班组未能迅速进人工作状态，秩序紊乱，延误了开挖面的封闭，从而造成坍塌。必须协调好工序及班组衔接。另外在特殊段施工时可以缩短开挖步距，以减少暴露时间，达到早封闭的效果。封闭后及时注浆回填，回填密实围岩和初支空隙。结构断面的及时封闭就是尽量让结构早封闭成环，形成闭合的结构体。一般台阶法施工上下台阶以24 m为宜，太长不利于控制沉降变形，太短可能造成整个掌子面失稳。5.2.3加强监测、反馈施工信息反馈是暗挖施工的重要组成部分。通过施工监测掌握地质、围岩地层、支护结构、地表环境等变化情况，及时采用对应措施，保证施工安全。5.2