天津矿用钢绞线施工方案

天津矿用钢绞线支护工程施工方案一、工程概况1.1工程基本信息本工程位于天津市某矿区深部巷道支护项目，设计巷道长度1200m，断面尺寸为4.5m×3.8m（宽×高），采用锚网索联合支护体系。矿用钢绞线作为核心受力构件，主要应用于锚索支护系统，设计采用1×7结构高强度低松弛钢绞线，直径21.6mm，抗拉强度等级1860MPa，符合GB/T5224-2023《预应力混凝土用钢绞线》最新标准要求。工程地质勘察显示，施工区域岩性以砂质泥岩为主，局部含煤层，最大埋深680m，地应力值18-22MPa，存在冲击地压潜在风险。1.2工程技术参数项目技术指标备注钢绞线规格Φ21.6mm，1×7结构天津产低松弛型抗拉强度标准值≥1860MPa断后伸长率≥3.5%锚索设计长度6.5m/8.0m/10.0m（分段设计）根据岩性变化调整预应力张拉值200-250kN预紧力损失允许偏差±5%锚固段长度≥1.5m采用树脂药卷+水泥浆双重锚固间排距1.2m×1.2m梅花形布置设计服务年限15年考虑腐蚀裕量0.3mm二、施工准备2.1技术准备图纸会审：组织技术团队对支护设计图纸进行三级会审，重点核查钢绞线布置参数、锚固方式与地质条件的匹配性，形成《图纸会审记录》并经设计单位签认。施工方案编制：针对冲击地压风险区域，专项制定钢绞线预紧力分级施加方案，采用"初张拉（100kN）→稳定24h→二次张拉（设计值）→锁定"的分步工艺。技术交底：采用BIM技术模拟施工流程，对作业班组进行"三维可视化+实体样板"交底，重点明确钢绞线切割长度误差控制（±30mm）、连接器安装扭矩（350-400N·m）等关键参数。2.2材料准备钢绞线验收：每批进场钢绞线需提供出厂合格证、力学性能检测报告，按GB/T5224-2023要求进行抽样复验，检测项目包括：整根钢绞线最大负荷（≥360kN）屈服负荷（≥324kN）弹性模量（195±10GPa）应力松弛性能（1000h松弛率≤2.5%）配套材料：连接器：选用OVM型矿用专用连接器，材质40CrNiMoA，硬度HRC32-35，与钢绞线匹配公差H9/f8锚固剂：采用超快硬树脂药卷（CK2350型），初凝时间4-6min，终凝时间≤15min，24h抗压强度≥80MPa防腐处理材料：定制锌铝合金镀层钢绞线（上锌量≥350g/m²），配套专用防腐油脂（耐温-30℃~120℃）2.3设备准备设备名称型号规格数量校验要求液压锚杆钻机MQT-130/3.24台钻速、扭矩每月校验，偏差≤3%锚索张拉机具YCD-300型2套压力表每半年标定，精度1.6级钢绞线切断机GQ40型1台切断面垂直度偏差≤0.5°扭矩扳手0-500N·m3把每台班班前校准超声波检测仪CTS-90061台用于检测锚固密实度冲击地压监测仪ARAMISM/E1套实时监测围岩变形速率2.4现场准备材料存储：设置专用钢绞线库房，采用架空（离地≥30cm）、防雨、防晒存储方式，不同批次钢绞线分区堆放并悬挂标识牌（注明规格、批号、进场日期、检验状态）。作业面布置：在掘进迎头后方50m范围内设置钢绞线加工区，配备防尘切割罩、长度定位工装，加工废料集中回收。安全设施：距施工面10m处安装KJ616型人员定位读卡器，张拉作业区域设置直径5m的警戒区，配备防飞射挡板（厚度≥10mm钢板）。三、施工工艺3.1钢绞线加工切割下料：根据设计长度（含张拉段1.2m）使用砂轮切割机切割，严禁气割作业。切口两端50mm范围内采用铁丝绑扎固定，防止散股。端头处理：采用专用镦头机对钢绞线外露端进行镦粗处理，镦头直径≥32mm，高度≥25mm，确保与锚具的有效接触面积。防腐处理：对非锚固段钢绞线涂刷防腐油脂后，套入PE保护管（壁厚≥2mm），两端用密封胶带缠绕密封（宽度≥100mm）。3.2钻孔施工定位放线：采用激光指向仪配合测绳定位，用红漆标记钻孔中心点，偏差允许±50mm。钻进工艺：采用Φ28mm中空六角钻杆，金刚石复合片钻头钻进参数：转速60-80r/min，推进力15-20kN，水量30-50L/min钻孔深度超设计长度300mm，孔斜率偏差≤1°/m清孔作业：钻杆退出后立即采用高压风（0.6MPa）清孔，持续时间≥3min，确保孔内岩粉清除率≥95%。3.3锚固施工树脂药卷安装：采用"三卷式"锚固体系（CK2350×2卷+Z2350×1卷），用推杆将药卷送至孔底，确保药卷在孔内无破损。钢绞线安装：采用专用推送器将钢绞线匀速送入孔内，推进过程中旋转角度≤15°，避免药卷碎裂。到位后保持轴向推力（≥5kN）30s。注浆补强：待树脂锚固剂初凝（约15min）后，通过钢绞线中心孔道进行水泥浆压力注浆，水灰比1:1.2，注浆压力0.8-1.0MPa，当孔口返浆浓度与进浆浓度一致时停止。3.4张拉锁定设备安装：依次安装工作锚板、夹片、限位板、千斤顶、工具锚，确保各组件同轴度偏差≤2mm。分级张拉：0→10%设计值：持荷1min，检查各部件连接状况10%→50%设计值：匀速加载（速率≤50kN/min）50%→设计值：测量钢绞线伸长量（理论计算值与实测值偏差≤6%）持荷5min：监测压力衰减情况，补充张拉至设计值锁定作业：采用液压锁定器锁定，锁定后切除多余钢绞线（外露长度≥30mm），安装防护帽。3.5质量检测外观检查：每日随机抽取3%的钢绞线支护单元，检查锚具变形、钢绞线有无断丝（允许1丝/束，且不得位于锚固段）。应力检测：采用应力传感器对张拉完成的钢绞线进行抽样检测（频率10%），24h内应力损失超过8%的需重新张拉。锚固质量：每50根锚索选取1根进行破坏性拉拔试验，极限承载力需≥设计值的1.5倍。四、质量控制4.1材料质量控制进场检验：钢绞线每批（≤60t）抽取3盘，每盘截取1个拉伸试样、2个松弛试样，委托第三方检测机构按GB/T5224-2023进行全项检验。不合格处理：对检验不合格的材料，执行"标识→隔离→退场→记录"的闭环管理流程，退场材料需有监理见证签字。追溯管理：建立材料二维码追溯系统，记录钢绞线从生产、进场、检验到安装的全过程信息，保存期限≥工程寿命。4.2过程质量控制关键工序控制点：钻孔深度：采用深度定位杆控制，每孔实测记录张拉应力：采用"双控法"（应力+伸长值），两者偏差超限时暂停施工，分析原因并整改锚固密实度：采用超声波检测，波速≥3200m/s为合格质量记录：填写《矿用钢绞线施工质量验收表》，包含：施工日期、部位、作业人员钢绞线规格、长度、编号张拉设备编号、压力表读数环境温度、预紧力损失值4.3验收标准检验项目允许偏差检验方法检验频率锚索孔位±100mm尺量全数检查孔深0~+200mm测绳+标记全数检查预紧力±5%设计值压力表读数+应力传感器每30根一组钢绞线外露长度30~50mm尺量全数检查锚固段注浆饱满度≥95%超声波检测+钻孔取芯每50根一组五、安全措施5.1人员安全防护个体防护：作业人员必须佩戴防冲击面罩、阻燃工作服、绝缘手套，张拉作业时额外配备防刺穿安全鞋（抗静压力≥15kN）。持证上岗：张拉操作工需通过"理论+实操"考核，持特种作业证上岗，证书复审周期1年。健康监测：对接触树脂锚固剂的人员每季度进行职业健康检查，重点监测苯系物接触指标。5.2设备安全管理液压系统防护：张拉设备高压油管（工作压力≥40MPa）每半年进行爆破试验，接头处安装防松脱装置。电气安全：移动电气设备设置双重漏电保护（动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s），电缆悬挂高度≥1.8m。应急装置：在张拉控制台设置急停按钮，响应时间≤0.5s，配备2套手动卸压装置。5.3专项安全措施冲击地压防控：施工前采用电磁辐射仪预测冲击危险，预警值≥60mV时停止作业钢绞线张拉期间，严禁同时进行爆破作业，保持安全距离≥100m配备4套应急避难硐室，内置氧气、通讯设备及钢绞线快速切断工具火灾防控：施工现场设置2个8kg干粉灭火器，切割作业点配备灭火毯（2m×2m），与易燃材料保持≥5m安全距离。吊装作业：钢绞线运输采用专用吊装笼（承重≥5t），吊装半径内严禁站人，设置双重制动系统。六、施工进度安排6.1进度计划采用Project软件编制四级进度计划体系，关键线路如下：准备阶段（7d）：含材料进场检验（3d）、设备调试（2d）、技术交底（2d）主体施工（45d）：第一施工段（K0+000~K0+400）：15d，日完成钢绞线安装32根第二施工段（K0+400~K0+800）：18d，含地质变化段调整（增加2d）第三施工段（K0+800~K1+200）：12d，同步进行质量验收验收阶段（5d）：第三方检测（3d）、整改消缺（2d）6.2进度保障措施资源配置：高峰期投入2个作业班组（每班组12人），实行"三八制"连续作业，备用钢绞线储备量≥3d用量。设备保障：建立"1+1"备用机制，关键设备（如张拉千斤顶）配备备用件，故障响应时间≤2h。进度考核：实行周进度考核与奖惩制度，对提前完成且质量合格的班组给予人工费10%的奖励。七、环境保护与文明施工7.1粉尘控制切割作业采用湿式除尘系统（除尘效率≥95%），粉尘排放浓度≤2mg/m³，作业人员配备电动送风呼吸器（风量150-200L/min）。7.2噪声控制对空压机、切割机等设备安装隔音罩（降噪量≥25dB），作业时间避开周边居民区夜间休息时段（22:00-6:00），噪声限值≤85dB（昼间）/55dB（夜间）。7.3固废处理钢绞线切割废料（含锌铝合金镀层）分类回收，交由有资质单位进行资源化利用，建立《危险废物转移联单》，严禁混入生活垃圾。八、应急预案8.1钢绞线断裂应急处置立即响应：发生钢绞线断裂时，现场人员立即启动应急按钮，系统自动切断作业区域电源，警戒半径扩大至15m。风险评估：技术人员采用内窥镜检查断裂位置，分析原因（材质缺陷/过载/腐蚀），制定更换方案。更换工艺：采用"临时支护→断丝拆除→孔道清理→新钢绞线安装"的流程，临时支护强度≥原设计值的1.2倍。8.2冲击地压应急处置当监测