斜井逆坡施工方案设计

斜井逆坡施工综合技术方案一、工程概况1.1项目基本信息本工程为深埋隧道辅助运输斜井，设计斜长980m，倾角15°（坡度26.79%），净断面尺寸5.0m×4.5m（宽×高），采用直墙半圆拱断面形式。井筒穿越地层主要为砂岩（占比55%）、页岩（30%）及局部煤层（5%），地质构造中等复杂，需穿越3条断层破碎带（F1、F2、F3），最大涌水量25m³/h，瓦斯等级为低瓦斯工区。斜井承担人员、设备及物料运输功能，设计服务年限20年，施工总工期14个月。1.2主要技术参数参数类别具体指标斜井长度980m（含5个躲避硐室，间距200m）设计坡度15°（±0.3°）掘进断面22.5㎡（荒断面），净断面18.8㎡支护方式初期支护：φ22锚杆（L=2.5m）+φ6.5钢筋网（100×100mm）+C25喷砼（厚120mm）；二次支护：C30模筑混凝土（厚350mm）施工循环单循环进尺2.0m，日循环次数3次，月进度180m质量标准符合《矿山井巷工程施工质量验收规范》GB50213-2010合格标准1.3工程重难点地质风险：F2断层破碎带宽4.2m，走向与井筒轴线夹角68°，存在突水、塌方风险；井深620m处穿越0.6m厚煤层，需预防瓦斯聚集。逆坡施工：15°大坡度导致出碴困难、排水系统易堵塞，需特殊设计运输及排水方案。长距离通风：独头掘进最长达980m，需解决高地温（井底温度32℃）及粉尘浓度超标问题。支护稳定性：软弱围岩段（Ⅱ类围岩）变形量达150mm，需采用“超前支护+实时监测”控制变形。二、施工准备2.1技术准备图纸会审与交底：组织技术人员进行施工图纸会审，重点核查断层破碎带支护设计、管线布置等细节，形成会审记录并反馈设计单位；分三级进行技术交底（管理层→班组长→作业人员），留存交底签到表及影像资料。测量控制网建立：井口布设4个永久控制点（含2个GPS点），采用全站仪按二级导线精度建立平面控制网，高程控制采用四等水准测量；井筒中线采用激光指向仪（精度±10mm/100m）导向，坡度控制使用坡度规配合水准仪双控。专项方案编制：编制《断层破碎带施工专项方案》《逆坡排水系统设计方案》《瓦斯监测专项措施》等8项专项方案，经第三方专家论证后实施。2.2现场准备施工场地布置：井口区域划分掘进区、支护区、材料堆放区及机电设备区，采用2.5m高彩钢板围墙隔离；修建8m宽混凝土便道（承载力≥30t）连接场外公路，设置3处错车平台。临时设施建设：搭建职工宿舍（300㎡）、材料仓库（200㎡）、搅拌站（HZS50型，产能50m³/h）、压风机房（2×25m³/min空压机）；井口设置双回路供电系统（10kV专线+备用发电机），确保连续供电。设备安装调试：掘进设备：EBZ-200悬臂式掘进机（适应坡度≤25°）、ZMC1000侧卸式装岩机；运输系统：JSDB-25双速绞车（容绳量1500m）、15t防爆矿车（配备自动制动装置）、30t稳车2台（用于提升安全保护）；排水系统：井底设临时水仓（容积80m³），配置3台IS150-125-250型离心泵（2用1备，扬程150m，流量80m³/h）；通风系统：压入式通风，选用2×110kW轴流风机（风量400m³/min），风筒直径1.2m，每50m设刚性风筒段防止变形。2.3资源配置人员配置：项目经理部下设5个专业部门，施工队伍分4个班组（掘进班45人、支护班35人、机电班20人、辅助班20人），关键岗位人员持证上岗率100%。材料储备：锚杆、钢筋网等主要材料储备量满足15天施工需求，水泥、砂石料设置防雨棚存储，进场前进行第三方检测（如锚杆抗拔力≥150kN）。三、施工方案3.1总体施工流程采用“超前预报→导孔施工→分区扩挖→逆向支护→衬砌跟进”的逆坡施工流程，具体步骤如下：导孔施工：自主洞交叉口向上钻进φ216mm导向孔，形成初始通道；导井扩挖：使用反井钻机进行φ2.4m导井扩挖，建立溜渣系统；全断面施工：自上而下分3个作业区（上部500m、中部300m、下部180m）进行全断面扩挖，同步实施初期支护；二次衬砌：自下而上分段浇筑二次混凝土，每段长度15m，采用液压模板台车施工。3.2关键工序施工方法3.2.1掘进施工钻爆作业：Ⅱ类围岩采用“短进尺、弱爆破”，炮孔布置为楔形掏槽，周边眼间距450mm，装药集中度0.25kg/m；Ⅳ类围岩采用掘进机开挖，截割头转速30r/min，推进速度0.8m/min。出碴运输：逆坡出碴采用“绞车+防爆矿车”系统，矿车安装自动抱闸装置（坡度＞12°时自动制动）；在斜井每隔300m设临时卸碴平台，配备ZLC-50装载机转运至地面渣场。循环控制：单循环工序为“安全检查→钻眼→装药爆破→通风排烟→出碴→支护”，总耗时8小时，严格执行“敲帮问顶”制度，空顶距离≤1.5m。3.2.2支护施工超前支护：断层破碎带采用φ108管棚（L=6m，环向间距300mm）+φ42小导管（L=3.5m，注浆压力1.5MPa）超前支护，管棚搭接长度2m。初期支护：锚杆采用梅花形布置（间距800×800mm），钻孔深度2.6m，锚固剂选用CK2350树脂药卷（初凝时间30s）；喷砼分2次施工（初喷50mm封闭围岩，复喷70mm找平），喷头距岩面1.2-1.5m，喷射角度75°。二次支护：待初期支护变形稳定后（变形速率≤0.1mm/d）施工，模板台车采用液压驱动，混凝土坍落度控制在180±20mm，振捣采用插入式振捣棒（间距500mm），养护时间≥14天。3.2.3防排水施工排水系统：采用“三级排水”方案——工作面设临时集水坑（容积5m³），配置BQW25-50型潜水泵（扬程50m）；中部设中转水仓（容积30m³），安装IS80-65-160离心泵；井底水仓连接地面排水系统，实现25m³/h涌水全排出。防水措施：施工缝设置橡胶止水带（宽300mm）+遇水膨胀止水条（20×30mm）；围岩裂隙采用水泥-水玻璃双液注浆（水灰比1:1，注浆压力2.0MPa），单孔注浆量≤5m³。3.2.4通风与降温通风系统：采用压入式通风，风筒出口距工作面≤10m，风速≥0.25m/s；在斜井中段设置2台局扇（备用），确保风机连续运转率100%。降温措施：工作面布置喷雾降温系统（雾滴直径5-10μm），结合局部通风降低环境温度；井底安装2台制冷量30kW的局部制冷机，将空气温度控制在28℃以下。3.3特殊地质段处理断层破碎带：采用“管棚+钢拱架+注浆加固”联合措施，钢拱架型号I20b，间距500mm，拱脚设置2.0m长锁脚锚杆（φ25螺纹钢）；超前注浆采用后退式分段注浆，段长1.5m，注浆结束标准为“注浆压力达2.5MPa且流量≤5L/min，稳压30min”。煤层段：施工前检测瓦斯浓度（≤0.5%方可作业），采用防爆设备，加强通风（风量≥4m³/min·t）；爆破采用毫秒延期雷管，总延期时间≤130ms，爆破后15min方可进入工作面。四、施工进度计划4.1进度安排准备阶段（1个月）：完成场地平整、设备安装及技术交底。主体施工（12个月）：0-300m：穿越Ⅳ类围岩段，月进度160m；300-600m：穿越F1、F2断层带，月进度120m（含超前支护）；600-980m：穿越煤层及Ⅱ类围岩段，月进度140m。收尾阶段（1个月）：设备拆除、场地恢复及竣工验收。4.2保障措施进度监控：采用Project软件编制四级进度计划（总计划→月计划→周计划→日计划），每日召开调度会，延误超3天启动预警机制。资源保障：备用掘进机1台、柴油发电机（200kW）1台，确保关键设备故障时2小时内恢复作业。激励机制：设立进度考核奖金，超额完成月计划奖励2万元/班，未完成扣减1万元/班。五、安全与质量控制5.1安全管理风险防控：辨识重大危险源12项（如高坠、瓦斯爆炸等），制定专项应急预案并每月演练；井口设置“五大系统”（监测监控、人员定位、紧急避险、压风自救、供水施救），确保覆盖率100%。作业安全：斜井运输严禁超员超载，绞车司机持证上岗，钢丝绳每日检查（断丝数≤12丝/捻距）；高空作业（＞2m）必须系双钩安全带，设置临边防护栏杆（高度1.2m）。瓦斯管理：配置4台便携式瓦斯检测仪（精度±0.05%），瓦斯浓度≥0.8%时立即停工撤人，启动排风系统。5.2质量控制材料验收：水泥、钢筋等主要材料需提供出厂合格证及第三方检测报告，锚杆抗拔力每300根抽样1组（3根），合格率≥95%。工序验收：实行“三检制”（自检、互检、交接检），初期支护厚度采用钻孔检测（每50m检测1点），喷砼强度≥25MPa。监测监控：在断层带及软弱围岩段布设12个监测断面，监测项目包括顶底板移近量、两帮收敛量，监测频率1次/天，变形超预警值（100mm）时立即停工加固。六、应急预案6.1突水事故预警：当涌水量突然增至40m³/h或出现“挂红”“底鼓”等征兆时，立即启动预案。处置：工作面人员沿避灾路线撤离，启动全部排水设备，同时向断层带注浆封堵（采用水泥-水玻璃双液浆，初凝时间30s）。6.2塌方处理临时支护：立即停止作业，采用“喷砼封闭+锚杆加固”控制塌方体范围，塌腔高度＞3m时架设钢拱架回填。清碴方案：小塌方（体积＜10m³）采用人工配合装载机清碴；大塌方（体积＞50m³）采用管棚超前支护后机械清碴。6.3火灾事故初期火灾：