巷道平硐斜井施工方案

巷道平硐斜井综合施工技术方案一、工程概况1.1项目基本参数本工程为矿山开拓系统关键工程，包含平硐、斜井及联络巷道三类工程。平硐设计总长1800m，采用直墙三心拱断面，净宽4.2m，净高3.8m，设计坡度3‰，穿越砂岩与泥岩互层地质，局部含煤层及断层破碎带。斜井倾角15°，斜长860m，净断面10.5m²，采用锚喷网+钢拱架联合支护。巷道系统最大涌水量预计60m³/h，服务年限20年，设计抗渗等级P8。1.2地质条件分类工程类型围岩类别岩性特征支护等级涌水量平硐进口段IV类松散砂卵石层管棚+混凝土砌碹15m³/h平硐中段II类中粒砂岩锚喷支护5m³/h斜井上部III类砂质泥岩锚网喷20m³/h斜井下部V类断层破碎带钢拱架+注浆35m³/h联络巷道III类泥岩夹煤层锚喷+锚索10m³/h二、施工总体部署2.1施工组织架构设立项目经理部，配置技术负责人1名（高级工程师）、施工员4名（分区域负责）、专职安全员3名（井下安全监督）。施工班组分为掘进班（25人）、支护班（20人）、机电班（15人）、运输班（12人）及辅助班（8人），总定员80人，采用"四八"制循环作业。2.2施工平面布置地面设施包括：混凝土搅拌站（HZS75型，生产能力75m³/h）空压机站（20m³/min螺杆机3台，1用2备）材料仓库（分区存放钢材、水泥、炸药等）机修车间（配置车床、钻床等维修设备）沉淀池（三级沉淀，总容积300m³）井下布置：距硐口50m设临时变电所（KBSG-500kVA变压器2台）斜井每隔40m设躲避硐室（规格3m×2.5m×2.2m）平硐每500m设防水闸门硐室（抗水压1.5MPa）施工排水系统分三级设置，总排水能力80m³/h2.3主要施工设备配置设备类型型号规格数量技术参数用途凿岩设备YT28风钻12台工作气压0.5-0.7MPa炮孔钻进掘进设备EBZ132掘进机1台截割功率132kW平硐机械化掘进装载设备P-90耙斗装岩机3台耙斗容积0.9m³矸石装载运输设备8t蓄电池机车5台牵引速度3.5m/s物料运输支护设备HPS7湿喷机2台喷射能力7m³/h混凝土喷射通风设备FBDNo7.1/2×304台风量400-600m³/min压入式通风排水设备D85-45×6水泵4台扬程270m，流量85m³/h排水系统三、主要施工方法3.1平硐施工工艺3.1.1明槽开挖段（0+000~0+030）采用台阶法开挖，上层台阶高3.5m，下层台阶高2.5m，边坡坡度1:1.25。明槽两侧设置Φ600mm钢板桩支护，桩长6m，间距0.8m。基坑底部铺设300mm厚级配碎石垫层，采用20t振动压路机分层碾压，压实度≥93%。3.1.2钻爆掘进参数采用光面爆破技术，循环进尺2.0m。掏槽方式为楔形掏槽，掏槽孔8个，孔深2.3m，装药量0.45kg/孔；辅助孔36个，孔深2.0m，装药量0.3kg/孔；周边孔52个，孔深2.0m，装药量0.15kg/孔，孔距500mm，抵抗线600mm。雷管选用非电毫秒雷管（1-5段），正向装药结构，封泥长度≥500mm。3.1.3掘进作业循环准备工序（30min）：安全检查、瓦斯检测（≤0.5%）、测量放线钻眼作业（210min）：6台风钻同时作业，分区定人定位爆破作业（40min）：装药、联线、警戒、起爆通风排烟（25min）：风机全力通风，待炮烟吹散出矸作业（150min）：耙斗机装矸，电机车运输至硐外支护作业（120min）：临时支护+永久支护施工循环时间：575min，循环进尺2.0m，日进尺4.8m3.2斜井施工工艺3.2.1井口段施工斜井井口采用明槽开挖，深度5m，宽度8m，设置C25混凝土锁口（厚1.2m）。井口段20m范围采用"管棚+混凝土砌碹"支护，管棚选用Φ108mm×6mm无缝钢管，长度15m，环向间距300mm，外插角1-3°。砌碹混凝土强度等级C30，壁厚500mm，设置Φ16mm钢筋网（间距200×200mm）。3.2.2轨道运输系统斜井铺设24kg/m钢轨，轨距900mm，轨道中心距巷道中心线偏差≤50mm。设置两套提升系统：主提升采用JK-2.5/20型绞车（功率160kW），配3m³箕斗；副提升采用JD-40型调度绞车（功率40kW），配1.5t矿车。上下车场设置阻车器、挡车栏及自动常闭式挡车装置，间距不大于100m。3.2.3反井施工法斜井下部300m（倾角15°）采用反井钻机施工导孔（Φ200mm），再扩孔至Φ2.0m，形成溜矸通道。反井施工时，钻机固定在专用平台上，钻杆扭矩≥3000N·m，钻进速度控制在0.8-1.2m/h。扩孔完成后，自下而上进行永久支护，减少上部作业扰动。3.3巷道交叉点施工平硐与斜井联络处（+500m位置）采用"先墙后拱"施工法。交叉点跨度6.8m，高度5.2m，采用分部开挖：超前支护：施工Φ25mm超前锚杆，长度4.5m，环向间距300mm上部开挖：分2个台阶开挖，高度分别为2.5m和2.7m临时支护：喷50mm厚C20混凝土+Φ18mm临时锚杆（间距800mm）永久支护：250mm厚C30混凝土砌碹+Φ22mm锚索（长6m，间距1.5m×1.5m）四、支护工程技术4.1锚喷支护体系4.1.1锚杆支护参数围岩类别锚杆规格长度间排距锚固方式设计锚固力II类Φ20×2200mm螺纹钢2.2m800×800mm树脂药卷≥80kNIII类Φ22×2500mm螺纹钢2.5m700×700mm树脂+水泥浆≥100kNIV类Φ25×3000mm中空注浆3.0m600×600mm全长注浆≥120kNV类Φ25×3500mm预应力锚索3.5m1000×1000mm注浆+张拉≥150kN锚杆施工工艺：钻孔采用YT28风钻配Φ28mm钻头，孔深误差±50mm。树脂药卷选用CK2350型，搅拌时间20-30s，安装后30min内严禁敲击。托盘采用12mm厚钢板（150×150mm），螺帽采用扭矩扳手拧紧，扭矩值≥300N·m。4.1.2喷射混凝土施工原材料选用P.O42.5R水泥，中砂（细度模数2.6-3.0），5-10mm碎石，配合比1:2:2（水泥:砂:石），水灰比0.45。速凝剂掺量3%（初凝≤5min，终凝≤10min），采用潮喷工艺，工作风压0.4-0.6MPa，喷头距岩面0.8-1.2m，喷射角度75-90°。分层喷射参数：拱部：一次喷射厚度30-50mm，分层间隔15min边墙：一次喷射厚度50-70mm，分层间隔10min总厚度：II类岩100mm，III类岩120mm，IV类岩150mm养护采用喷雾养护，终凝后2h开始，养护时间≥7d，气温低于+5℃时采用覆盖保温养护。厚度检测采用钻孔法，每50m检查一个断面，每个断面测5点，合格率≥80%，最小值不小于设计厚度的60%。4.2特殊地段支护技术4.2.1断层破碎带施工采用"管棚超前支护+注浆加固+钢拱架"联合支护方案：管棚：Φ108mm×6mm无缝钢管，环向间距350mm，长度12m，外插角1-2°注浆：水泥-水玻璃双液浆，水灰比1:1，注浆压力1.5-2.0MPa，单孔注浆量3-5m³钢拱架：I18工字钢，间距500mm，拱架间设Φ20mm纵向连接筋（间距1000mm）喷射混凝土：C25钢纤维混凝土，掺量30kg/m³，厚度200mm4.2.2含水层段施工采用"截、堵、排"综合治水措施：截水：设置环形截水沟，将地表水引至硐外堵水：对集中出水点（>0.5m³/h）采用注浆堵水，单孔注浆压力2-3MPa排水：工作面设临时水仓（容积8m³），配置BQW32-50-11潜水泵（扬程50m，流量32m³/h）支护：采用防水混凝土砌碹，抗渗等级P8，施工缝设止水带（宽300mm）五、运输系统设计5.1平硐运输系统采用无轨胶轮车运输，配置WC5E防爆胶轮车5台（载重5t），运行速度≤15km/h。巷道内每隔200m设会车硐室（长20m，宽5m），路面采用200mm厚C25混凝土浇筑，设置2%排水坡度。运输线路两侧设置水沟（宽400mm，深300mm），采用C15混凝土浇筑。5.2斜井提升系统主提升系统技术参数：提升机：JK-2.5/20型单绳缠绕式滚筒直径：2.5m，宽度1.2m钢丝绳：6×19S+FC-Φ24mm，破断拉力340kN箕斗：3m³底卸式，自重4.5t，载重6t提升速度：4.5m/s，单程运行时间4.5min信号系统：声光兼备，具备通话功能安全保护装置：过速保护：当速度超过最大速度15%时自动断电过卷保护：井上下各设过卷开关，过卷距离3m闸瓦磨损保护：磨损量超过2mm时报警深度指示器失效保护：自动断电并抱闸六、通风与排水系统6.1通风系统设计采用压入式通风方式，风机布置在硐口外20m处，配置FBDNo7.1/2×30型对旋式局部通风机（风量400-600m³/min，风压3000-5000Pa）。风筒选用Φ800mm阻燃风筒，每节10m，搭接长度150mm，采用双环反向连接。风筒吊挂应平直，距底板高度≥1.8m，出风口距工作面距离≤10m。长距离通风措施：斜井长度超过1500m时，在中段设置接力通风站风筒每500m设一个放水嘴，防止积水影响通风定期测定风量，确保工作面风量≥3m³/min·人局部通风机实行"三专两闭锁"（专用变压器、专用开关、专用线路，风电闭锁、瓦斯电闭锁）6.2排水系统设计采用三级排水系统：一级排水（工作面）：临时水仓+潜水泵，排水能力40m³/h二级排水（中段）：在斜井500m处设固定水仓（容积50m³），安装D46-50×5水泵2台（1用1备），扬程250m，流量46m³/h三级排水（地面）：主排水泵房设在硐口，安装D85-45×6水泵3台（2用1备），扬程270m，流量85m³/h排水管路布置：主管路：Φ159mm×4.5mm无缝钢管，壁厚4.5mm支管：Φ108mm×4mm无缝钢管管路连接采用法兰连接，设橡胶密封圈（耐压力≥1.6MPa）每隔30m设管卡固定，转弯处设支墩七、监控量测与质量控制7.1监控量测方案监测项目仪器设备监测频率控制值预警值洞室收敛数显收敛计1-15天：1次/天≤150mm120mm拱顶下沉水准仪+钢尺16-30天：1次/2天≤100mm80mm围岩内部位移多点位移计1-3个月：1次/周≤200mm160mm周边位移测杆+测钉>3个月：1次/月≤80mm64mm数据处理：建立监测数据台账，采用回归分析法预测最终位移，当位移速率>5mm/d时加密监测频率至2次/天，并采取加强支护措施。监测成果及时反馈设计单位，作为动态设计依据。7.2质量控制标准7.2.1掘进工程质量标准断面尺寸：允许偏差0~+150mm（拱部），0~+100mm（边墙）巷道坡度：偏差≤±1‰，每100m拉线检查中线偏差：≤50mm/100m，采用激光指向仪导向表面平整度：岩面起伏差≤150mm（爆破后）7.2.2支护工程质量标准锚杆：拉拔力试验每300根一组，每组3根，合格率≥90%喷射混凝土：抗压强度每50m³一组试块，强度≥设计值的95%钢拱架：安装位置偏差≤50mm，垂直度偏差≤2°混凝土砌碹：表面平整度≤8mm/m，接茬错位≤5mm八、安全管控体系8.1开挖安全控制爆破作业：严格执行"一炮三检"制度（装药前、爆破前、爆破后检查瓦斯），爆破警戒距离：直巷≥100m，拐弯巷道≥75m掘进工作面：严禁空顶作业，临时支护距工作面≤2m，空顶面积≤2m²瓦斯管理：配备便携式瓦斯检测仪，瓦斯浓度≥1%时停止作业，≥1.5%时立即撤人顶板管理：采用敲帮问顶制度，配备液压升柱器（工作阻力≥150kN）8.2提升运输安全斜井提升：严格执行"行车不行人，行人不行车"制度，上下车场设声光信号轨道维护：轨距偏差±5mm，水平偏差≤5mm，接头间隙≤2mm车辆运行：严禁超员超载，制动系统每班检查，失效车辆严禁使用信号系统：采用PLC控制，具备急停、通话功能，信号装置每周校验8.3应急管理措施顶板事故应急：立即启动顶板事故应急预案，撤出受威胁区域人员采用木垛临时支护，控制顶板变形配备应急救援装备（液压剪、千斤顶、担架等）透水事故应急：立即关闭防水闸门，切断电源，启动备用排水系统按避灾路线撤离人员（由低处向高处撤离）配备救生衣、自救器等应急物资（每人1台）火灾事故应急：立即切断灾区电源，组织人员撤离采用干粉灭火器或消防砂灭火，严禁用水扑灭电气火灾启动备用通风系统，控制烟流方向九、施工进度计划9.1关键线路工期施工阶段工期（天）主要工作内容备注施工准备30设备安装、材料储备、技术交底-平硐明槽段20开挖、支护、混凝土浇筑-平硐掘进150钻爆、支护、运输日进尺4.0m斜井施工120提升系统安装、掘进支护日进尺7.2m联络巷道45钻爆、支护、设备安装-系统调试30通风、排水、运输系统调试-竣工验收15工程质量评定、资料归档-总工期410-含交叉作业9.2进度保障措施资源保障：备用设备（风钻3台、水泵2台），材料储备量满足15天需求技术保障：采用光面爆破、锚喷支护等快速施工技术组织保障：实行周进度考核，延误超过3天制定赶工措施资金保障：设立专项进度奖励基金，按完成工程量的1%奖励十、环境保护措施10.1施工废水处理采用三级沉淀+过滤处理工艺：一级沉淀池：去除大颗粒悬浮物，停留时间2h二级沉淀池：投加絮凝剂（PAC），去除细小颗粒过滤池：石英砂过滤，出水SS≤50mg