斜井表土層快速施工技術(shù)

斜井表土層快速施工技術(shù)中煤第一建設(shè)公司第49工程處中煤第一建設(shè)公司

2009年全國(guó)礦山年會(huì)優(yōu)秀論文發(fā)布資料李明白紀(jì)華尹先偉張志峰第一頁，共二十三頁。摘要：

介紹斜井表土層施工采用人工、機(jī)械配合掘進(jìn)和利用整體滑模進(jìn)行混凝土澆筑平行作業(yè)的施工技術(shù)，從而代替以往僅靠人工施工的傳統(tǒng)作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)快速施工工藝的成功改進(jìn)過程。

關(guān)鍵詞：配合掘進(jìn)；整體滑模；平行作業(yè)；快速施工

第二頁，共二十三頁。前言

斜井井筒施工，因地質(zhì)條件的不同，對(duì)其采用的施工方式也不相同，特別是表土層施工，由于土質(zhì)比較松軟，開挖后易形成坍塌。在加強(qiáng)支護(hù)的一定條件下，采用架設(shè)碹拱和普通金屬模板進(jìn)行混凝土澆筑，不僅施工進(jìn)度緩慢、工序復(fù)雜、作業(yè)人員多、混凝土澆筑不連續(xù)、井壁接茬多觀感差，而且封頂困難，無法保證頂部混凝土厚度，若將掘進(jìn)距離拉長(zhǎng)，混凝土澆筑施工就會(huì)滯后，不僅存在安全隱患，而且前后工序不協(xié)調(diào)，根本無法實(shí)行平行作業(yè)。采用整體滑模后，利用混凝土輸送泵輸送灰，即能確保澆筑質(zhì)量、省時(shí)省力、減少施工工序、提高工作效率和增加經(jīng)濟(jì)效益，又能保證前后工序協(xié)調(diào)、工藝緊湊，從而達(dá)到平行作業(yè)的施工條件，真正取得快速施工的良好效果。第三頁，共二十三頁。1、工程概況

內(nèi)蒙古開灤宏豐煤炭有限公司紅樹梁礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力500Mt/a,屬新建礦井。礦井采用斜井開拓方式,其中回風(fēng)斜井井筒全長(zhǎng)699.002m，井筒坡度為6°50′。表土段施工為300m（含明槽開挖部分），基巖段施工為399.002m。井筒表土層及風(fēng)化基巖段采用鋼筋砼支護(hù)，基巖段采用錨噴+錨索支護(hù)。表土層設(shè)計(jì)掘進(jìn)斷面33.02㎡，凈斷面23.1㎡。表土層主要為第四系，地層總厚度3.70～119.35m，平均46.01m，第四系全新統(tǒng)（Q4）風(fēng)積沙、沖洪積物及殘坡積物。第四頁，共二十三頁。2、施工條件井筒表土層施工至138m時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)揭露的地質(zhì)層位，已由原來的沙土層轉(zhuǎn)變?yōu)槎?jí)土層，土質(zhì)較堅(jiān)硬，含有少量沙礫和鈣質(zhì)結(jié)核，揭露土層不含水。第五頁，共二十三頁。3、施工方案剛進(jìn)入沙土層暗硐施工時(shí),由于土質(zhì)比較松散，開挖后易形成分層坍塌，均采用“短開挖，快支護(hù)，緊襯砌，早成巷”的原則，用人工和人工配合裝載機(jī)開挖的方法施工。采用25U型鋼支護(hù),拱現(xiàn)土層趨于穩(wěn)定，為更好的進(jìn)一步提高施工進(jìn)度，采用人工配合ZWY—160/55.75型扒矸式裝載機(jī)或鏟車掘進(jìn)開挖、無軌膠輪運(yùn)輸車排矸與整體滑模澆筑的平行作業(yè)施工方式，將掘進(jìn)距離拉長(zhǎng)至15-20m，采用前掘進(jìn)后澆筑的施工方法，每次澆筑由原來的3m一個(gè)循環(huán)改為4.5m一個(gè)循環(huán)。為確保安全生產(chǎn)，巷道加強(qiáng)支護(hù)仍然采用25U金屬拱形支架，棚距也改為500mm與800mm交叉支護(hù)。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)有專人指揮、監(jiān)督，在施工中如發(fā)現(xiàn)土層出現(xiàn)疏松變化，應(yīng)及時(shí)將掘進(jìn)距離縮短，將棚距縮至500㎜以下，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況采取相應(yīng)的安全措施。第六頁，共二十三頁。4、施工方法

本工法技術(shù)采用激光控制腰線，人工配合機(jī)械導(dǎo)硐，耙斗式裝載機(jī)配合無軌膠輪車等機(jī)械化設(shè)備排矸，采用無軌膠輪車配備流灰槽運(yùn)灰，輸送泵配合整體滑模澆筑，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、排矸和混凝土澆筑平行作業(yè)。附：掘進(jìn)開挖示意圖第七頁，共二十三頁。

第八頁，共二十三頁。4.1導(dǎo)洞掘進(jìn)

拱基線以上部分主要靠人工采用洋鎬和風(fēng)鎬沿開挖輪廓線開挖，配合鐵鍬將松土扒離工作面，墻部及中間部份主要采用ZWY—160/55.75型扒矸式裝載機(jī)或鏟車配合人工開挖，每次掘進(jìn)0.6m～0.9m。開挖時(shí)要有專人指揮監(jiān)護(hù)，發(fā)現(xiàn)頂部土體有裂紋或疏散現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)通知撤人,并由專人進(jìn)行放壓處理,處理完確保安全后方可繼續(xù)施工。

4.2表土開挖

初期支護(hù)完畢后，采用風(fēng)鎬或手鎬開挖，將拱部土層由上至下開挖至拱基線處；拱基線以下兩墻部位采用ZWY—160/55.75型扒矸式裝載機(jī)或鏟車開挖，挖掘不到位處，由人工使用風(fēng)鎬或手鎬進(jìn)行補(bǔ)挖，并用鐵鍬將余土扒出。核心土頂面修成平臺(tái)，并在核心土的中間高度處修一橫向?qū)挾燃s為1.2m的二級(jí)平臺(tái)，以備立Ｕ型鋼拱架使用。這樣該核心土還對(duì)前方工作面土體起支撐作用。第九頁，共二十三頁。4.3立Ｕ型鋼拱架、鋼筋綁扎

附：巷道支護(hù)斷面圖

第十頁，共二十三頁。拱部開挖完畢后，進(jìn)行襯砌寬度和拱腳高程放樣，然后按放樣點(diǎn)位將U25金屬拱形支架立好，外側(cè)采用水泥背板背實(shí),背板間距為300㎜。金屬拱形支架分三段搭接,搭接長(zhǎng)度400mm,采用專用卡纜連接。按照設(shè)計(jì)和規(guī)程要求綁扎鋼筋，鋼筋要預(yù)留足夠的搭接長(zhǎng)度?？v筋采用φ18螺紋鋼,環(huán)筋采用φ20螺紋鋼，搭接長(zhǎng)度不小于35d，箍筋采用φ10圓鋼。鋼筋間排距為300㎜,鋼筋與金屬棚之間采用箍筋連接成一個(gè)整體。鋼筋由里向外綁扎。第十一頁，共二十三頁。4.4立設(shè)整體滑模澆筑混凝土4.4.1立設(shè)整體滑模前，要將中、腰線放設(shè)好做上標(biāo)記，系上工程線繩；將所澆筑范圍內(nèi)的雜物、浮土（矸）清理干凈，將模板表面刷上油料或隔離劑等物品，防止拆模時(shí)因粘模造成井壁出現(xiàn)麻面等質(zhì)量問題。4.4.2移動(dòng)滑模時(shí)，采用22㎏/m鋼軌作為滑道，使用50型裝載機(jī)或人工緩慢向前推行，移至大約4.3m左右的位置，要在兩側(cè)軌道上放置掩車木楔，以防止模板溜車。移動(dòng)過程中，模板前方嚴(yán)禁站人。第十二頁，共二十三頁。4.4.3滑模到位后，固定前要對(duì)中、腰線進(jìn)行校正，嚴(yán)格按中、腰線進(jìn)行支模，模板要和上一循環(huán)的井壁重合100～200㎜。固定時(shí)采用四個(gè)5T千斤頂分別放置在模板四角，進(jìn)行上下調(diào)整，兩幫和肩部尺寸利用24根伸縮絲杠進(jìn)行調(diào)試校正。整體滑模應(yīng)固定牢固,板面平整,碹臺(tái)要與中心線垂直。

4.4.4模板固定好后，按照設(shè)計(jì)要求使HBMD12/4-22S型煤礦用混凝土輸送泵進(jìn)行澆注混凝土。首先要將輸送泵固定在巷道的一側(cè)，將出料口面向模板位置，出料口處的輸送管要安裝平直，以免發(fā)生壓力受阻或管路堵塞現(xiàn)象。第十三頁，共二十三頁。4.4.5澆筑混凝土?xí)r，使用無軌膠輪車（車上焊有自制流灰槽）從地面攪拌站將混凝土運(yùn)至輸送泵前，由流灰槽將混凝土流入輸送泵內(nèi)，受壓力作用下，混凝土從模板頂部輸灰管注入，左右?guī)鸵惶鏉沧?，防止單幫澆筑引起模板變形?/p>

4.4.6混凝土澆筑過程中，使用好振搗器，操作司機(jī)要控制好輸送泵的壓力，時(shí)刻注意好壓力表的數(shù)值，正常情況下，壓力一般控制在8～10MPa，當(dāng)達(dá)到15MPa時(shí)，說明澆筑已完成，即可停止?jié)仓?/p>

4.4.7拆模時(shí)，只要將千斤頂和模板上的絲杠收縮即可（絲杠收縮范圍為400㎜）。第十四頁，共二十三頁。5平行作業(yè)5.1整體滑模投入使用以后，首先把勞動(dòng)組織作了調(diào)整，將原有的“三八”工作制更改為“三八+四六”工作制，將原來的每班20多人精減到每班10～11人?！叭酥啤弊鳂I(yè)人員主要負(fù)責(zé)后路混凝土澆筑，即：鋼筋加工綁扎班、拆模立模班、混凝土澆筑班；“四六制”作業(yè)人員主要負(fù)責(zé)迎頭掘進(jìn)、架棚、支護(hù)。為了保證工程質(zhì)量，不僅加強(qiáng)對(duì)職工的技術(shù)培訓(xùn)而且制定了相關(guān)的獎(jiǎng)罰制度和安全措施，責(zé)任直接落實(shí)到人。第十五頁，共二十三頁。5.2提升運(yùn)輸。排矸(土)及運(yùn)送混凝土均采用無軌膠輪車運(yùn)輸。掘進(jìn)班排矸，每班必須保證運(yùn)輸車三輛，由ZWY—160/55.75型扒矸式裝載機(jī)向車內(nèi)裝矸（土），進(jìn)行循環(huán)作業(yè)?；炷翝仓?，每班必須保證運(yùn)灰車兩輛，進(jìn)行循環(huán)運(yùn)送混凝土。為提高運(yùn)輸能力，在巷道的左側(cè)，每隔100m設(shè)置一個(gè)錯(cuò)車硐室，當(dāng)兩輛車同時(shí)迎面在巷道內(nèi)運(yùn)行時(shí)，其中一輛車可將車開到錯(cuò)車硐室內(nèi)，等另一輛車通過后再行走，不僅保證了安全、還增加了效益、提高了工作效率。第十六頁，共二十三頁。6滑模加工

附：整體滑模示意圖第十七頁，共二十三頁。整體滑模是根據(jù)井筒斷面積加工而成，經(jīng)項(xiàng)目部請(qǐng)示處領(lǐng)導(dǎo)研究決定，由項(xiàng)目部機(jī)電隊(duì)具體負(fù)責(zé)實(shí)施。

6.1技術(shù)參數(shù)與用途

滑模屬于金屬焊接框架結(jié)構(gòu)，其中：主鋼架由160㎜槽鋼對(duì)焊而成，其主要起支撐作用；伸縮絲杠采用φ65㎜圓鋼加工而成，本滑模共安設(shè)24套（一側(cè)各12個(gè)），主要用于調(diào)節(jié)控制巷道肩部和墻部井壁尺寸；支撐點(diǎn)采用140㎜工字鋼加工制作，其作用主要是作為5T千斤頂支點(diǎn)，來控制滑模頂部井壁尺寸，共4個(gè)，四角各一個(gè)；活動(dòng)模板采用100㎜槽鋼和δ5㎜厚鋼板加工而成，此塊模板與主模板用兩個(gè)合頁相連接，其作用是移動(dòng)滑模時(shí)可將其折起，便于施工；滑輪由φ200㎜圓鋼與2605#軸承加工制作，共4個(gè)，其用途就是移動(dòng)滑模第十八頁，共二十三頁。軌道由22㎏/m鋼軌加工而成，下面焊接δ10㎜×400×400㎜的鋼板主要起固定軌道的作用；橫撐均采用100㎜槽鋼加工焊接；中間支撐采用140㎜工字鋼加工，其作用就是在澆筑墻部混凝土?xí)r，支撐在主30

下方，防止跑模，當(dāng)運(yùn)輸車到此位置時(shí)，可將其拿掉，也可將兩側(cè)用土埋住，不影響車輛通行；支撐方鋼由兩根120㎜工字鋼對(duì)焊而成；橫梁、頂梁都由140㎜工字鋼制作；注灰管采用φ108㎜鋼管加工制作，是混凝土注入口，每側(cè)兩個(gè)共4個(gè)；表面鋼板均是采用δ5㎜鋼板加工而成。第十九頁，共二十三頁。6.2整體滑模的益處此滑模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，易加工、好維護(hù)，和以前普通式混凝土澆筑相比，減少了施工工序，縮短了澆筑時(shí)間，確保了工程質(zhì)量，提高了施工進(jìn)度；減少了作業(yè)人員出勤勞動(dòng)率，降低了經(jīng)濟(jì)支出僅工人工資每月就可節(jié)約3—4萬元。第二十頁，共二十三頁。7施工成果自整體滑模投入使用以來，在施工技術(shù)不斷改進(jìn)和項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)的精心組織下，斜井表土層施工平行作業(yè)的工法也日漸完善，從以前架設(shè)碹拱利用普通金屬模板澆筑混凝土每天成巷3m一個(gè)循環(huán)發(fā)展到現(xiàn)在的每18小時(shí)成巷4.5m一個(gè)循環(huán)，僅2009年3月份，回風(fēng)斜井就完成表土層施工成巷180.8m的驚人成績(jī)，而且工程質(zhì)量全優(yōu)，從根本上達(dá)到了表土層快速施工的要求，受到了內(nèi)蒙古開灤宏豐煤炭有限公司和中煤陜西中安項(xiàng)目管理有限責(zé)任公司的高度評(píng)價(jià)。第二十一頁，共二十三頁。謝謝大家!第二十二頁，共二十三頁。內(nèi)容總結(jié)斜井表土層快速施工技術(shù)。表土層主要為第四系，地層總厚度3.70～119.35m，平均46.01m，第四系全新統(tǒng)（Q4）風(fēng)積沙、沖洪積物及殘坡積物。井筒表土層施工至138m時(shí)，根據(jù)