哈密一矿副斜井井筒明槽段施工安全技术措施.doc

国投哈密能源开发有限责任公司副斜井井筒明槽段施工安全技术措施河南煤炭建设集团有限责任公司2011年8月4日1、 工程概况国投哈密一矿矿区西侧是鲁能集团大南湖勘查区、徐矿大南湖东一勘查区及中电投东二A勘查区；西邻酒钢东二-三勘查区。矿区东西长13.6km，南北宽5.511.5km，面积127.17k。矿井总资源量2502.49 Mt；设计可采储量1518.17Mt；设计能力为12.0Mt/a，服务年限为90.4a ，采用斜井开拓方式。工业场地内共布置四个井筒，分别为主斜井、副斜井、进风立井、回风立井。副斜井井口中心坐标X=4687654.0，Y=16529030.0，Z=+546.0m，施工方位正北。井筒明槽段设计长度为126.06m，直墙半圆拱断面，净宽5.6m，净高4.2m，净断面积20.16，倾角-530，采用钢筋混凝土支护。附：副井口明槽段钢筋绑扎断面图 副井口明槽段支护断面图2、 明槽开挖、支护参数副斜井明槽开挖长度为126.06m，开挖边坡坡度暂按55，施工时根据实际地形及土质条件变化作相应调整。施工时为防止边坡坍塌，可视现场实际情况，采用台阶法、支撑加固法或锚网喷砼法护坡，以减少土方超挖，确保边坡稳定。实体土方开挖量约为11344.68m，实体土方回填量约为 8269.98m。支护采用双层钢筋混凝土支护，环筋为20螺纹钢，间距300，竖筋为20螺纹钢，间距300；钢筋保护层厚度为50mm，砌碹支护厚度为400mm，混凝土标号C35。底板采用混凝土浇筑，厚度为300mm，混凝土标号C30。若施工过程中遇流沙含水层时，采用片石注浆方式加固底板。附：明槽开挖平、剖、断面图三、施工前准备工作1、组织有关人员熟悉图纸，领会设计意图，参加业主组织的图纸会审，并保存会审记录。2、组织测量人员对明槽开挖平面尺寸进行测定放线。3、检修调试好各种施工设备、机具、水、电等必须形成。四、井田地质、水文情况1、自然地理1.1地形地貌井田位于吐哈盆地东段南部的戈壁沙丘平原和低山丘陵区，地势南北高，中部低，区内海拔高度+510+630m，相对高度大于50m。干谷宽阔，地表为残积、坡积的岩屑层和风积层覆盖，为无植被的荒漠区。井田及其周边无任何地表水流或水体。1.2气象本地区具有很强的大陆性温带干旱气候特点，气候分区为暖温带极干旱区。年平均气温811，年降水量不足40mm，蒸发量是降水量的80倍以上。哈密地区属自然灾害多发区，主要自然灾害有：（1）风沙：区内多以东北风为主，平均风速2.8m/s，最大风速可达26.4m/s。风沙天气多出现在春、夏季37月份，其中又以4月份最多，一般有35天。每当风力达56级，裸露地面即出现风沙，造成野外施工困难，交通运输受阻。（2）热害、干热风：68月份出现几率较大，持续高温是其诱发因素；干热风造成人畜呼吸困难，难以适应，高温使动植物体内水份补给困难，水份代谢失去平衡，正常生理活动受到抑制。（3）低温寒潮：哈密冬季寒冷，冻土深度可达1.27m。工作区内地形无大起伏，地表无植被，冬季尤其寒冷。1.3地震根据建筑抗震设计规范GB500112001，井田所处的大南湖矿区地震动峰值加速度为0.10g，其裂度区划分为度，设计地震分组为第一组。据哈密地区气象局提供的资料，上世纪八十年代以来，本地区发生震级4级以上地震达10余次。最近一次地震是2009年12月14日零时零三分，在哈密市发生里氏5.1级地震，震中位于北纬41.9，东经94.5，震源深度约4km，震中位置距哈密市约150km，距乌鲁木齐市约600km。2、地质概况2.1地层井田地表出露地层主要以大面积分布第四系、第三系为主，为冲积、洪积、风积层及盐碱沼泽沉积层。岩性主要为黄土、砂质粘土、砾石、细砂、砂砾层、风成砂土，盐碱砂质粘土。井田勘探钻孔揭露地层有：第四系（Q）、新近系葡萄沟组（N2p）、侏罗系中统头屯河组（J2t）、侏罗系中统西山窑组（J2x）、下统三工河组（J1s）、石炭系上统梧桐窝子组（C2wt）。岩性主要为：泥岩、细砂岩、砾岩、细砂岩、中砂岩、粗砂岩、粉砂岩，少量钻孔底部揭露有凝灰质粉砂岩、凝灰岩。2.2构造井田位于吐哈煤田大南湖浅坳陷南部，地震勘探及钻探控制了煤层起伏形态和煤层宏观结构。井田断裂构造不发育，煤层赋存区内未发现断层存在，构造类型属简单构造类型。 2.3、水文地质矿井水文地质勘探类型为二类一型。根据地质勘探报告资料全区+162m水平（平均）利用大井法的预算结果正常值为5300m/日，最大值为6800m/日。井筒检查钻报告资料为进风、回风立井采用裘布依公式预测的涌水量565.48 m/d；主、副斜井并行段采用水平巷道一侧进水公式预测的涌水量725.79 m/d，主、副斜井单行段采用水平巷道二侧进水公式预测的涌水量1402.47 m/d。根据检1孔、检2孔采集水样的水质分析成果可知：水中硫酸根离子含量在7311344mg/l，氯离子含量在56167312mg/l。根据地下水环境质量标准中的相关规定，本区地下水硫酸根离子和氯离子含量达到中等腐蚀标准。地下水对建井中的钢筋、混凝土等材料有一定的腐蚀作用。2.4、瓦斯区内煤层中瓦斯含量低，甲烷所占比例极小，总的来看区内各主要煤层均处于二氧化碳氮气带中，只在个别钻孔一些煤层见氮气沼气带。2.5、煤层顶底板岩层稳定性评价检1孔控制了3、5、6、7煤层，煤层顶底板岩性多为粗砂岩、砾岩、细砂岩、泥岩、粉砂岩。其天然抗压强度在1.755.6MPa之间，饱和抗压强度多数小于3MPa，浸水多崩解、碎裂，为极软岩石。天然抗拉强度为0.145.18MPa,强度较低，说明岩体结构面发育，稳定性差，易沿软弱层面滑动。天然内摩擦角在 37.142.9之间，凝聚力在0.214.64MPa之间，较经验值偏低，总体抗剪断强度能力较低。膨胀率在029.3%，泥岩、粉砂岩膨胀率较大，遇水松软膨胀。岩层多为极不稳定不稳定段。检2孔控制了3、5、6、7、10煤层，煤层顶底板岩性多为中砂岩、细砂岩。其天然抗压强度在0.622.02MPa之间，饱和抗压强度多数小于2MPa，浸水多崩解、碎裂，为极软岩石.抗拉强度为0.092.51MPa,强度偏低，说明岩体结构面发育，稳定性差，易沿软弱层面滑动。内摩擦角在30.441.9之间，凝聚力在0.134.60MPa之间，较经验值偏低，总体抗剪断强度能力较低。膨胀率在034.3%，泥岩、粉砂岩膨胀率较大，遇水松软膨胀。岩层多为极不稳定不稳定段。检3孔控制了3、5、6、7煤层，煤层顶底板岩性为粗砂岩、细砂岩、泥岩、粉砂岩。其天然抗压强度在0.842.2MPa之间，饱和抗压强度多小于3MPa，为极软岩石。天然抗拉强度为0.070.90MPa,强度较低，说明岩体结构面发育，稳定性差，易沿软弱层面滑动。天然内摩擦角在 32.841.3之间，凝聚力在0.11.14MPa之间，较经验值偏低，总体抗剪断强度能力较低。膨胀率在0.511.0%，泥岩、粉砂岩膨胀率偏大，遇水松软膨胀。岩层多为极不稳定不稳定段。总体上井筒围岩岩组稳定性差，岩层软硬相间，以软弱岩为主，岩体质量M值变化较大，M最小值0.01，最大值1.98；抗压强度总体偏小，岩层天然抗压强度最小值0.83MPa，最大71.73MPa，岩层浸水多碎裂、崩解，饱和抗压强度多小于3MPa，对井筒的建设和施工很不利。今后井筒施工中应积极采取相应措施，以保证井筒围岩的稳定性。5、 施工人员及施工设备配备 1、副斜井井筒明槽开挖施工采用“三八”制组织生产（一天三班，每班八小时）。砌碹采用两班“滚班制”组织生产。明槽段劳动力配备：井下直接工25人，辅助工及管服人员37人，合计62人。 副斜井井筒前期施工劳动力配备表序号工 种 名 称在册人数备 注小班圆班1小班机电维修工292大班机电维修工6机电队队长1人 3井下直接工1225队长1人4项目部班子5项目、安全、技术、生产、机电经理各1人5管 服人 员17技术人员4人，劳资1人，财务2人，材料3人，安检3人，食堂及后勤4人合计622、施工设备 挖掘设备：多台大型挖机。 装载设备：ZL-50C装载机 运输设备：汽车。 浇注钢筋砼设备：8.0m导轨式模板台车、20螺纹钢、HBT-30砼输送泵、JS-1500砼搅拌站、振捣棒、砂、石料、水泥等施工用具、材料。六、临时供电系统1、供电方式 附：供电系统图2、机电设备管理（1）、为保证井下安全供电，预防触电和电火花事故，接地系统必须根据煤矿安全规程规定执行。（2）、36V以上的电气设备的金属外壳、构架、铠装电缆的钢带、铅皮和橡套（塑料）电缆的接地芯线或屏蔽护套、高压电缆的金属连接器都必须有可靠接地。（3）、电气设备要严格执行定期检查维修制度。任何设备不得带病作业，设备保证完好。（4）、电气设备、电缆严禁有失爆现象。不得带电检修、搬迁电器设备；检修或搬迁前，必须切断电源，用同电源电压相适应的验电笔检验，检验无电后，方可进行导体对地放电。控制设备内部安有放电装置的，不受此限。所有开关的闭锁装置必须能可靠的防止擅自送电，防止擅自开盖操作。检修开关时开关把手在切断电源时必须闭锁，并悬挂“有人工作，不准送电”字样的警示牌，只有执行这项工作的人员才有权取下此牌送电。（5）、供电应做到无鸡爪、无羊尾巴、无明接头，保护必须齐全有效，并定期检查。（6）、操作电气设备要严格按照煤矿安全规程中的第446条规定。 非专职人员不得擅自操作电气设备。 手持式电气设备的造操作手柄和工作中必须接触的部分必须有良好的绝缘。（7）、容易碰到的、裸露的带电体及机械外露的转动和传动部分必须加装护罩或遮拦设施。（8）、使用中的各种电缆必须按规程要求吊挂，严禁用铁丝吊挂。（9）、严禁甩掉停用各种电器保护。非专业人员严禁操作检漏继电器.（10）、所有电器设备必须达到防爆要求，具备良好的接地极，电气设备不使用时，除控制开关断电外，电源开关必须打到零位。（11）、所有机电设备必须标有“MA”标志。七、施工顺序工程定位井口周围场地平整土方开挖边坡休整混凝土浇筑底板下模板台车绑扎钢筋支设拱部及墙部外侧模板浇筑混凝土；依次类推至整个明槽支护结束。八、施工方法1、明槽开挖根据副斜井井筒明槽段的设计特点及工程地质和水文地质条件情况，确定采用由上而下分台阶放坡，逐层呈阶梯状施工，分层垂直高度为2.0m。选用多台大型挖掘机挖掘、装载、汽车运输。护坡较高机械无法使用时，可采用人工放坡，挖至设计位置，同时将明槽护坡截水沟、排水沟及集水坑等防、排水设施施工好，充分做好防、排水准备工作。施工时为防止边坡坍塌，可视现场实际情况，采用台阶法、支撑加固法或锚网喷砼法护坡，以减少土方超挖，确保边坡稳定。明槽开挖后设观测点，观测边坡变形情况。明槽开挖至设计要求后，必须进行换填土或进行地基压实处理，换填土采用“三七灰土”，要求分层压实，分层摊铺厚度不大于300mm，换填压实度不低于96%；若遇流沙含水层时，采用片石注浆方式加固底板。2、明槽开挖安全技术要求 明槽开挖前做好测量工作，给出明槽边线、中线，明确明槽位置，并在施工中随时检查。明槽开挖前要作好截、排水工作，根据明槽地形情况，沿明槽边缘设挡水墙或截水沟。 明槽工作面布置要合理，开挖坡度要准确，不得乱挖、超挖，严禁掏底开挖。 为加强边坡稳定性，明槽挖掘至接近底部垫层标高200mm时，停止机械开挖，待进行垫层施工前，用人工突击开挖，随即进行垫层施工。 明槽开挖后，视现场实际情况及时对迎脸及左右边坡进行喷射混凝土临时支护。 明槽开挖，应提前设置醒目警戒标志，以防止对过住车辆或行人造成伤害。2、明槽砌碹 明槽砌碹施工采用8.0m导轨式模板台车，明槽挖掘及铺底施工结束后,按以下工序进行明槽砌碹施工。采用回柱绞车牵引下放模板台车。并校正浇筑混凝土规格尺寸。绑扎钢筋绑扎钢筋过程中，首先固定24根内环筋，在内环筋上画好竖筋分档线，在下部及齐胸处绑两根竖筋定位，接着绑扎其余环筋，最后再绑扎其余竖筋。内层钢筋绑扎结束后，按上述方法绑扎外层钢筋。钢筋绑扎搭接长度35d，任意截面钢筋接头的数量不得超过全部钢筋数量的25%。混凝土砌碹施工明槽铺底结束后，按中、腰线清理好底板，铺设导轨，通过回柱绞车牵引整体模板行走机构沿导轨移动模板到砌碹位置后固定模板（为防止整体模板沿井筒坡度下滑在导轨上用夹板固定）。模板固定后，涂上脱模剂后即进行混凝土浇筑。浇筑顺序应由里向外、先墙后拱的顺序施工，砼标号C35。混凝土材料选择及配合比混凝土配制采用2040mm碎石，含泥量不大于1，中粗砂含泥土杂质不大于3，PC32.5普硅水泥，采用地面干净水。混凝土配合比（重量比），执行试验室出具的配合比通知单。混凝土的制作和运送采用JS-1500型强制式搅拌机拌制砼，搅拌站处安装HBT-30型砼输送泵经159mm胶管送到砌壁模板内。混凝土浇筑浇筑混凝土应连续进行，间隔时间不应超过2h，每层浇筑厚度控制在1.5倍振捣棒有效半径内，浇注前预先安排好混凝土上下料点位置和振捣器操作人员数量。混凝土振捣使用插入式振捣棒要快插慢拔，插点要均匀排列，逐点移动，顺序进行不得遗漏，震捣棒插入下层砼中50100mm，震捣砼表面出浆，无气泡上浮为止。移动间距不大于振动棒的作用半径。振捣上一层时要插入下一层50100mm，以消除两层间的接缝。混凝土浇筑振捣完毕，若浮浆过多要及时清除。混凝土的养护设专职人员进行砼的养护工作，浇筑后12h内进行洒水养护。施工缝的处理施工缝处须待已浇筑混凝土的抗压强度不小于1.2Mpa时才能继续浇筑。在施工缝处继续浇筑混凝土时，要把己硬化的混凝土表面的水泥薄膜和松动石子以及软弱混凝土层清除干净并加以充分润湿和冲洗干净且不得积水，在浇筑混凝土前先在施工缝处铺设一层与混凝土配比成分相同的约50mm厚的水泥砂浆，然后浇筑混凝土。（5）明槽回填回填土方时墙底部两侧应同时进行。明槽拱背回填时应对称分层夯实，每层厚度不得大于0.3m，其两侧回填的土面高差不得大于0.5m。回填至拱顶齐平后，应立即分层满铺填筑至地表原始地貌；使用机械回填时应待拱圈混凝土强度达到设计强度且人工夯实填至拱顶以上1m后方可进行。明槽回填后，井筒正上方标高应高于地表标高500mm左右，从正顶至两侧设下坡至与原始地表。以避免低于地表标高，造成存水。九、质量标准及质量要求（1）严格执行煤矿井巷工程施工规范（GB50511-2010）和煤矿井巷工程质量检验标准（GB50213-2010）的有关规定。（2）使用混凝土材料时碎石含泥量不大于1%，河沙含泥土杂质不大于3%，水泥过期、无效、过硬、结块不得使用。（3）混凝土接茬偏差：15mm；砼表面平整度偏差：10mm。（4）砼砌碹厚度不得小于设计厚度。（5）浇筑过的砼表面不得有蜂窝、孔洞现象。（6）严格检验制度，做到各工序、各环节的现场检验把关，上道工序不合格不进行下道工序。（7）砼配制以实验的室提供的依据为标准，施工过程中要严格计量。试验室未提供砼配合比前，严禁进行砼砌碹工作。（8）砼浇筑过程要对称入模。（9）明槽砌碹验收标准 净宽、净高：中线左右、腰线至顶底板距离允许偏差为0+50mm。砼砌碹厚度不得小于设计厚度的-30mm。十、安全技术措施（1）利用挖掘机开挖明槽时，工作范围内严禁站人。（2）明槽开挖时必须有相应的防滑坡措施，现场备足板桩、圆木等加固材料，确保施工安全。（3）明槽施工期间，在施工现场10m设警戒线及警示标志，禁止无关人员进入并设专人巡回检查，发现土层开裂、移动时，及时通知施工人员撤至安全地点，并汇报调度室处理，严防塌方及人员掉入明槽事故发生。（4）开挖期间，明槽周围夜间必须有足够的照明。（5）挖掘机在挖掘过程中发现下列情况之一时，必须停止作业，退到安全地点，报告项目部领导，立即检查处理：发现台阶崩落或有滑动迹象