矿山断裂带支护施工方案

矿山断裂带支护施工方案一、工程概况1.1断裂带特征本工程涉及的矿山断裂带位于地下230-350m水平，走向长度约480m，平均宽度12m，最大落差达3.5m。根据地质勘探数据，断裂带内岩体以碎裂岩、糜棱岩为主，节理裂隙发育密度达8-12条/m，岩体完整性系数Kv值0.2-0.35，属于极不稳定岩体。地下涌水量呈现季节性变化，雨季最大涌水量达15m³/h，枯水期稳定在3-5m³/h。1.2工程地质条件指标类型具体参数岩石单轴抗压强度15-28MPa岩体容重26-28kN/m³天然含水率4.2-6.8%地应力水平最大主应力12-15MPa节理充填物泥质、钙质胶结物二、支护设计方案2.1总体支护体系采用"超前支护+初期支护+二次衬砌"的复合支护体系，形成"管棚-锚杆-喷砼-钢拱架-注浆"五位一体的加固结构。支护设计安全系数取1.8，满足矿山安全规程要求的200年一遇地应力工况。2.2超前支护设计管棚支护：采用φ108mm×6mm无缝钢管，环向间距35cm，外插角1.5-2°，单根长度9m，搭接长度不小于3m。管棚设置于巷道拱部120°范围内，每循环施工8m管棚。小导管注浆：φ42mm×4mm热轧钢管，长度3.5m，环向间距20cm，梅花形布置注浆孔。采用水泥-水玻璃双液浆，水灰比1:1，注浆压力控制在1.2-1.8MPa。2.3初期支护设计喷射混凝土：分两层施工，初喷C25砼厚50mm，复喷C30砼至设计厚度200mm，掺加8%速凝剂和0.9kg/m³聚丙烯纤维。锚杆支护：采用φ22mm×2500mm左旋螺纹钢锚杆，间排距800×800mm，树脂药卷加长锚固，锚固力不小于180kN。钢筋网：φ8mm钢筋焊接网片，网格间距150×150mm，搭接长度不小于200mm，与锚杆头焊接固定。钢拱架：I18工字钢拱架，间距500mm，连接板采用16mm厚钢板，螺栓规格M20×60mm，每榀拱架设置4处φ40mm锁脚锚杆。2.4二次衬砌设计采用C35钢筋混凝土结构，厚度350mm，配置双层钢筋网。主筋为φ22mm@200mm，分布筋φ12mm@250mm，混凝土抗渗等级P8。施工缝处设置300mm宽止水带，变形缝采用中埋式+背贴式双重止水构造。三、施工工艺3.1施工总体流程测量放线→超前地质预报→管棚施工→小导管注浆→开挖作业→初喷混凝土→锚杆安装→钢筋网铺设→钢拱架架设→复喷混凝土→监控量测→二次衬砌施工→养护验收3.2开挖作业采用短台阶法开挖，台阶长度控制在3-5m，循环进尺0.8m。使用YT-28凿岩机钻眼，毫秒延期雷管起爆，周边眼间距45cm，抵抗线50cm，采用光面爆破技术，控制超挖量不大于15cm。3.3注浆施工工艺注浆材料配置：水泥选用P.O42.5R普通硅酸盐水泥，水玻璃浓度38Be'，双液浆体积比1:0.8。注浆参数控制：注浆孔布置：按梅花形布设，孔深4.5m，孔径75mm注浆顺序：采用隔孔注浆，先周边后中间，先下后上的顺序结束标准：注浆压力达到设计值并稳定15min，进浆量小于20L/min3.4喷射混凝土施工采用潮喷工艺，搅拌机拌制混凝土，强制式搅拌机搅拌时间不小于90s。喷射作业分段自下而上进行，喷头与受喷面保持1.0-1.5m距离，喷射角度75-90°。喷射混凝土养护期不小于14d，养护期间表面温度不低于5℃。四、施工设备配置4.1主要施工机械设备名称型号规格数量功率管棚钻机ZDY3200S2台75kW注浆泵ZBYSB70/803台37kW喷砼机PZ-92台15kW空压机LGF-20/82台132kW钢拱架弯曲机GW401台4kW4.2监测设备配置全站仪、测斜仪、应力传感器、裂缝宽度监测仪等监测设备，实时监测围岩变形及支护结构受力状态。数据采集频率：开挖面距监测断面5m范围内1次/天，5-10m范围1次/2天，10m以外1次/周。五、质量控制措施5.1材料质量控制钢材、水泥等主要材料必须具有出厂合格证和复试报告，每批钢材取样数量不少于3组锚杆抗拔力试验按每300根一组进行抽检，每组不少于3根喷射混凝土试块留置数量每50m³不少于1组，每组3块5.2施工过程控制管棚施工：孔位偏差≤50mm，孔深偏差≤100mm，钢管安装角度偏差≤0.5°注浆施工：严格控制配合比，每小时检测一次浆液密度，注浆压力波动范围控制在±0.2MPa内钢拱架安装：拱架间距偏差±30mm，垂直度偏差≤2°，高程偏差±50mm5.3质量验收标准项目允许偏差检验方法喷砼厚度-5mm凿孔检查锚杆间距±100mm尺量检查钢拱架安装±30mm全站仪测量二次衬砌厚度+50mm,-0mm超声波检测六、安全保障措施6.1施工安全防护洞口设置防护棚，采用双层5cm厚木板搭设，棚顶设置挡水墙作业面配备2台轴流风机，保证风量不小于0.3m³/s·m²，瓦斯浓度监测仪实时监控高空作业设置安全网，作业人员佩戴双钩安全带，脚手架搭设间距不大于1.2m6.2应急预案突水应急：配备2台22kW排水泵，设置三级排水系统，水仓容量不小于200m³塌方处理：储备20榀钢拱架、500m钢管、100m³速凝混凝土等应急物资瓦斯突出：安装瓦斯自动报警系统，超限立即断电撤人，配备4台自救器6.3安全培训教育施工前对所有人员进行不少于40学时的安全培训，特种作业人员持证上岗。每日开工前开展"三分钟安全讲话"，每周组织一次应急演练，每月进行安全技术交底。七、施工进度计划7.1进度安排施工阶段工期工程量资源配置超前支护45天管棚480m，注浆320m管棚机组2套，作业人员24人初期支护90天喷砼2800m³，锚杆12000根喷砼机组2套，作业人员36人二次衬砌60天钢筋砼1800m³模板台车1套，作业人员28人7.2进度保证措施采用两班制连续作业，关键工序实行三班倒备用2套关键设备，确保设备故障时能及时替换建立周进度考核机制，延误超3天启动赶工预案八、监控量测8.1监测项目必测项目：洞内外观察、周边位移、拱顶下沉、净空变化选测项目：锚杆轴力、钢拱架应力、围岩内部位移、渗流量8.2监测频率与控制标准监测项目监测频率报警值周边位移1-2次/天5mm/天或累计100mm拱顶下沉1-2次/天3mm/天或累计80mm净空变化1次/天4mm/天或累计90mm8.3数据处理与反馈监测数据采用Excel建立数据库，运用Origin软件进行回归分析，绘制位移-时间曲线。当监测值达到报警值的80%时，及时调整支护参数，加密监测频率至2次/天。九、特殊工况处理9.1涌水处理局部涌水点采用φ50mm排水管引排，周边设置环形排水沟涌水量超过10m³/h时，启动备用排水系统，同时进行径向注浆堵水泥质断层带采用深孔帷幕注浆，注浆孔深度6m，形成止水帷幕9.2大变形处理当围岩变形速率超过5mm/天时，采取以下措施：增设临时仰拱，采用I16工字钢，间距500mm施作φ25mm锁脚锚杆，长度4.5m，每榀拱架设置8根进行二次注浆加固，采用超细水泥浆，注浆压力2.0-2.5MPa9.3岩块塌落处理小范围塌落（<2m³）：立即清除危岩，挂网喷砼封闭，增设锚杆中等塌落（2-5m³）：架设临时钢支撑，采用速凝混凝土回填，注浆加固大规模塌落（>5m³）：启动应急预案，撤离人员设备，采用管棚+注浆回填处理十、环境保护措施10.1粉尘控制爆破作业采用水炮泥，爆破后洒水降尘出碴运输车辆加盖篷布，运输道路每日洒水4次搅拌站设置封闭式料仓，安装布袋除尘器10.2废水处理设置三级沉淀池，废水经处理后回用率达到85%以上。pH值控制在6-9之间，悬浮物含量≤100mg/L，符合《煤炭工业污染物排放标准》(GB20426-2006)要求。10.3噪声控制高噪声设备设置隔音罩，空压机安装消声器爆破作业控制在白天进行，周边300m范围设置隔声屏障作业人员佩戴耳塞，噪声暴露时间不超过8小时/天十一、验收标准与流程11.1验收标准执行《矿山井巷工程施工质量验收规范》(GB50213-2010)，分部分项工程合格率100%，优良率不低于85%。关键项目检测频率100%，一般项目抽检频率不低于30%。11.2验收流程施工单位自检→监理验收