山西新建副立井马头门施工方法

1、山西新建副立井马头门施工方法张兴国河北邯郸中煤第三十一工程处 056003摘要：马头门是立井井筒与井底车场相连接的部位,因其位置的特殊性,具有断面大、支护结构复杂、施工难度大、服务年限长等特点,是整个矿井工程的重点工程、难点工程,也是将来矿井生产的咽喉环节,三十一处新建项目部采用连续掘进并进行锚网喷支护，依次自下而上进行混凝土浇筑的整体施工技术,是矿井建设中一种新的施工作业方式的探索。实践证明,该技术提高了进度,降低了施工难度,保证了施工安全和质量,实现了快速高效,为今后大断面马头门施工提供了成功的经验。关键词：马头门、特殊性、连续掘进、快速、高效一、施工概况新建煤矿副立井马头门及管子道位于井

2、深268.8m+282m处，两侧硐室砌碹段全长51.3m。硐室位于井筒东西两侧方向,硐室为直墙半圆拱形断面,开口净高5700mm，净宽6000mm，支护形式为采用锚网索喷+钢筋混凝土支护, 砼壁厚500mm，混凝土强度等级C30。开口工程量:东西马头门为双层钢筋混凝土结构，自井筒中心台上各施工至12.25m位置,台下各施工至8.25m位置，马头门净底板（±0.00）以下加固段6.7m；待硐室开口于井筒连接段施工完成后再施工剩余部分和相关硐室开口工程。二、硐室布置及支护说明副井马头门净底板为井筒中心线相对标高±0.00，（井深282m），马头门位于井筒东、西两侧，以井筒中心分

3、西侧马头门为11上坡；东侧马头门为11下坡。马头门斜墙段每前进1 m下降0.12 m。马头门西侧2-2断面最大净断面30.33m2,掘进断面39.54m2，巷道断面为直墙半圆拱,拱顶净半径3m；墙高2.7-1.512m，钢筋砼支护厚度500mm。马头门东侧4-4断面最大净断面27.76m2,掘进断面37.66m2，巷道断面为直墙半圆拱,拱顶净半径2.65m；墙高3.157-2.049m，钢筋砼支护厚度500mm。马头门开口放炮时进尺易控制在1 m内，并增加锚索支护开口顶部，1、开口临时支护：开口处采用26根直径不少于180mm的木柱作为点柱进行临时支护，以控制好顶帮安全，然后在点柱的安全临时支

4、护下，及时打注锚杆，挂设金属网。2、前探梁支护：采用5根长不小于4m的3寸后壁钢管按锚杆间距均匀悬吊在顶部锚杆上，每根前探梁用2个悬吊点固定，并用木背板和木楔被顶。马头门11、22、3-3、4-4、5-5断面均为锚网索喷+钢筋砼支护相关硐室开口:管子道开口4断面为单层钢筋砼；信号硐室、液压硐室开口断面为锚网喷+素砼支护锚杆规格为22×2000mm左旋无纵肋螺纹钢树脂锚杆，间排距800×800mm，矩形排列。锚杆托盘采用150×150×10mm。拱部每根锚杆安装3支树脂锚固剂:其中眼底安装1支MSCK2335树脂锚固剂，外端安装2支MSK2335树脂锚固剂

5、；两帮锚杆安装2支MSK2335树脂锚固剂。锚杆打设角度：底脚锚杆向下倾斜15°，其余垂直布置。锚索规格：采用L=6000mm,17.8mm钢绞线，锚索布置：间排距为2000*1600mm，每排3根，与锚杆错开布置，锚索托盘为200×200mm×20mm。每根锚索使用5支锚固剂，其中眼底安装2支MSCK2335树脂锚固剂，外端安装3支MSK2335树脂锚固剂。锚索打设角度：垂直于顶板。金属网采用长×宽2000×1000mm，由6mm圆钢制作，网格为100×100mm。网片与网片之间压茬100mm，网片全部采用16#铁丝双股绑扎，绑扎间

6、距200mm，呈三角形绑扎，绑扎牢固。马头门与井筒连接段由于高度达到13.2m，为保证施工安全此段井壁采用锚网喷初期支护锚杆间排距800*800mm，锚网喷层厚度为100mm、喷混凝土强度等级为C20，连接处初期支护锚杆间排拒800*800mm。三、支护工艺利用井巷中心线全面检查荒断面是否满足设计要求。处理顶帮危岩、活石，把工作面平整好。初次支护采用锚网喷形式。使用6mm点焊金属网，搭接长度为100mm，每隔200mm用16#铁丝进行绑扎，锚杆采用22×2000mm螺纹钢锚杆，拱部锚杆用2支MSCK2350和1支CK2350树脂锚固剂，帮锚杆用2支CK2350树脂锚固剂，间排距为80

7、0×800mm，托盘规格：150×150×10mm。施工时根据现场实际情况，为保证支护强度，初期支护增加喷浆，喷射混凝土厚度50mm，强度等级C20。锚杆孔打完之后，扫净眼孔内的岩粉，将所对应的树脂药卷用锚杆杆体缓缓推向眼底，上好联合头，用锚杆钻机或注锚器边搅拌边将锚杆旋转推到眼底后，继续旋转20秒，稳定20秒，撤去锚杆钻机或注锚器，搅拌结束后即可安装托盘，使用风扳机预紧，锚固力不小于70kN，预紧力矩不小于100Nm；其角度要垂直于裂隙面或巷道轮廓线，夹角不小于75°不大于90°。四、钢筋砼支护1、钢筋绑扎井筒及硐室钢筋间排距均为300

8、15;300mm，构造筋的间排距为600×600mm；井筒和硐室内的钢筋保护层内50mm、外70mm；钢筋搭接长度均为钢筋直径的35d（22搭接770mm; 18搭接630mm）。钢筋扎丝采用2股20#扎丝进行绑扎，搭接部位不少于3道绑扎（中间1道两端头各1道）。2、模板（1）井筒井壁采用整体式模板，利用2.4m3底卸式吊桶下放至井下吊盘混凝土浇注工作台，经溜灰管入模。巷道混凝土浇注利用2.4m3底卸式吊桶下放，配合放置在吊盘上的混凝土输送泵人工配合入模。（2）马头门及硐室拱部采用钢质碹胎，墙部采用直径250*250方木作棚腿，棚腿之间采用3根直径不小于250mm的圆木作横撑，圆木与

9、横撑之间采用扒钉连接，钢制碹胎采用20b槽钢制作，碹板采用宽度钢模板与木制碹板结合使用，木制碹板单面刨光且厚度要与模板厚度一致。（3）硐室与井筒连接处采用碹拱加碹板与整体模板联合浇注。 3、现浇混凝土支护材料选择：水泥为PO42.5R普通硅酸盐水泥；砂为机制砂；石子为5-31.5mm的坚硬的石灰岩碎石，级配、含泥量等各项指标符合规定；水采用洁净水，不含酸、碱及油污，其PH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐、硫化物的含量须符合配制混凝土的要求。混凝土的拌制：采用地面搅拌站搅拌混凝土，使用一台JS-750型搅拌机和一台JS-1000型搅拌机，各种标号的混凝土用料按配合比要求计量配制。混凝土的配合比

10、，要根据实际使用的原材料委托实验室进行配合比试验，施工时按配合比进行配制混凝土，配料经电子计量器严格计量后集入混凝土搅拌机拌和。混凝土经搅拌机拌制好后装入2.4m3底卸式混凝土吊桶，利用提升钩头将吊桶下放到吊盘处，在吊盘设接灰槽溜灰管引混凝土入模,采用振捣棒振捣密实。浇筑混凝土时要对称、连续，并做好分层振捣工作，每浇筑300mm高度就要充分振捣一次。混凝土砌碹支护材料表名称断面 m2支护厚度mm每 m材料消耗混凝土砌碹净断面荒断面墙M3拱M3基础M31-130.3339.545002.75.10.52-223.2131.225001.515.10.53-327.7636.775003.164.

11、550.54421.23295001.924.550.55-519.4426.735001.754.550.15五、施工工艺1、施工准备工作（1）、提前由测量人员在井壁做好位置标高控制点及十字中心线。（2）、施工材料准备及要求检修施工用设备。地面备好施工用工器具。按设计尺寸加工碹胎及碹板和基坑梁窝模盒及方形井筒预留梁窝模盒。检修喷浆用设备及使用材料。2、施工方案根据副井井底马头门的设计特征及地质情况，为确保施工安全和质量,决定采取以下施工方案：1、马头门与井筒连接段掘进同基岩段施工且按设计进行初期锚网喷支护，以保证施工安全。2、马头门掘进分2层台阶进行掘支，上层台阶高度控制在3 m，其余采用下

12、行台阶掘进，两掘一喷。3、马头门自井筒中心各掘进8.25 m，进行锚网喷临时支护后，停止掘进。4、马头门掘支完成后，开始施工井底水窝，井底水窝施工6.1m后，开始自下而上依次浇筑井底水窝、马头门东西两侧各2m、井筒段至268.8m处。5、井筒与马头门连接段支护完成后再进行马头门剩余工程的施工。6、剩余下部井筒按设计与井底水窝一同浇注完成。7、本次施工必须严格做到一掘一锚一喷.3、施工顺序： 掘进顺序：井筒掘进-锚网喷支护-马头门台上掘进-台上锚网支护-井筒掘进-锚网喷支护-马头门台下掘进-台下锚网支护-井筒掘进-锚网支护-井筒掘进-井底水窝掘进支护顺序：井底水窝绑扎钢筋-井底水窝立模板-井底水

13、窝浇筑砼-井筒、马头门墙部钢筋绑扎-井筒、马头门墙部立模-井筒、马头门墙部浇筑砼-井筒、马头门拱部绑扎钢筋-井筒、马头门拱部立模-井筒、马头门拱部浇筑砼-井筒绑扎钢筋-井筒立模-井筒浇筑砼扎筋利用井筒十字线检查马头门荒断面尺寸，挖基础至硬底，绑扎墙部与井筒钢筋，浇筑基础混凝土。井筒绑扎钢筋，竖筋18300*300、横筋22300*300、箍筋6600*600。校立井筒模板；马头门的竖筋连接均采用绑扎连接。1）墙部钢筋绑扎时,先绑扎一横筋固定在外露的锚杆或钢筋上,再按照设计尺寸由外向内绑扎，马头门墙部竖筋18300*300、横筋22300*300、箍筋6600*600。绑扎完毕钢筋后, 自下而下

14、依次浇筑。2）拱部钢筋在工作台上绑扎，先绑扎拱部外层钢筋，再绑扎内层钢筋。1、立模井筒内浇注采用大模板与硐室墙体和拱部碹胎模板同时校立自下向上直至与上段井壁合茬. 边墙：用巷道中线控制站柱位置，固定墙站柱采用对撑用双股8#铁丝配合扒钉固定，站柱（兼做碹胎腿）采用150*150mm方木制作，对撑采用不小于180mm圆木制作，每架站柱用3根圆木进行对称连接。站柱中心对中心1200mm；同一侧站柱采用100*50*2500mm方木连接，站柱于两边墙对称布置，将模板靠站柱放稳，暂用50×50mm小方木撑住。撑木撑牢后一同浇筑至拱基线处。 拱部：浇筑边墙至拱基线位置附近后，开始支设拱模，拱模与

15、站柱之间采用道钉固定。拱模支设采用圆木搭设工作台，上铺50mm厚大板做工作台；在工作台上将碹胎连接为一体，碹胎与站住采用道钉配合扒钉联接；布置好一架碹胎要及时在其正顶及两肩窝处用100×50mm的小方木撑到荒顶上及用锚杆固定，固定好及时由远向近排布碹板浇筑混凝土。碹胎和碹板:碹胎采用20#b型槽钢制作,碹胎原则上1.2 m一架,在相贯处按不大于1m的距离增加相贯处碹胎；碹板以1200×200×50mm 钢模板为主,在相贯线位置采用木碹板,木碹板按照实际尺寸逐根制作.2、浇灌混凝土与拆模浇筑混凝土：混凝土的配比、制作、运输与井筒施工时一致，浇筑马头门远端时底卸式吊桶

16、的混凝土通过置于井底的混凝土输送泵灰管传递到模板内。马头门与井筒的合拢处仍采用溜灰管放灰。浇筑混凝土时要对称、连续，并做好分层振捣工作，每浇筑300mm高度就要充分振捣一次。混凝土接茬：采用环形浇注口。自下而上浇注时，确保上下两段井壁接茬的平整垂直度。拱部浇注：墙部浇注完毕，利用圆木搭设好的工作台，绑扎东西马头门内钢筋，待钢筋绑扎完成后，安放碹拱，待混凝土凝固后将整体模板收起提至上段井壁碹头处，予留浇筑高度。然后自工作面向井筒方向固定碹拱，碹拱垂直起拱线固定，前后用拉杆联结，碹拱两肩窝及正顶必须用撑木和锚杆固定，摆放碹板。自里向外浇注，拱部必须两侧对称浇注，顶部混凝土必须填满接顶。浇注、振捣：

17、浇注混凝土时，必须使混凝土对称入模，防止模板跑偏，并对混凝土分层振捣，振捣厚度不超过300mm，振捣棒应插入下层混凝土内50-100mm，每次移动300-350mm，以混凝土表面出现灰浆，不冒气泡为宜。墙部浇注混凝土，浇注厚度300400振捣一次，混凝土振捣至表面出浆为宜，防止出现漏震、过震。3.工作台搭建浇注混凝土及拆除模板在巷道内搭建的工作台上进行施工，工作台采用架设的钢管上铺50mm厚大板。井筒内工作台的搭设采用原套砌内壁的单层工作盘，在整体模板内均匀布置8个悬挂点，采用18.5mm钢丝绳双股悬挂，工作盘距模板上沿1 m；工作台上严禁堆放施工物料，严禁吊桶撞击工作台。工作台施工人员不得超

18、过5人，最多摆放碹胎1架；工作台上所有施工人员必须佩带合格的保险带并生根牢固，保险带要高挂低用。4、拆除碹板（1）在拱部混凝土凝固达18h后对巷道碹板进行拆除施工。（2）碹板、碹胎拆除拆除碹胎、碹板应自内向外、自上而下进行，拱部拆除时先拆碹胎后拆碹板。碹胎在搭建的工作台上进行拆除，在拆除时人员应撤退至未拆除的、支护完好的安全地带用大绳将碹胎拉倒。东西马头门不能同时拆除碹胎，等一侧拆除完后，再进行另一侧拆除。拆除两架碹胎后在支护完好的巷道内将顶部碹板拆除。碹板拆除后及时将其运输上井，保证退路畅通。(3)墙板拆除自里向外进行墙部碹板拆除，拆除后及时运输上井，保证退路畅通。(4)禁止用提升钩头进行拆除碹胎、碹板.(5)碹胎、碹板拆除后及时将其运出，在拆除过程中要保证退路畅通，人在被拆碹