复杂地质条件下的主斜井表土段施工.pdf

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1、总第129期doi：10．3969／j．issn．1005—2798．2010．07．014复杂地质条件下的主斜井表土段施工天吴臻墚(平顶山平煤设计院，河南平顶山467000)摘要：针对井筒穿越的表土层含水、粘土遇水膨胀、井筒承受冲击载荷这几个主要因素，采用注浆割断地表水提高土层强度、减小地表冲击载荷、撞楔临时支护、增加支护强度等措施，成功地穿过了老斜井，施工后井筒保持了较好的稳定性，取得较好的支护效果和经济效益。关键词：注浆；冲击载荷；临时支护；支护强度；稳定性中图分类号：TD265．4文献标识码：B文章编号：

2、1005—2798(2010)07—0039．03土的自由膨胀率分别为：67％、63．5％和68％。白1工程概况色和粉红色的粘土遇水均具有较强的膨胀性。白色中平能化香山公司新主斜井全长1350m，施工的铝质粘土膨胀性最大，自由膨胀率为68％，属中坡度为一22。326，，，井筒开口坐标为：=等膨胀土。支护方案以最大的自由膨胀率68％为3740674．738，Y=38425608．047，z=+100．92，设依据。计方位角N354。412”E，开口位置位于香山矿工业2原支护方案及施工中存在问题广场内，落底标高一40

3、7．1m；半圆拱形断面，净宽3400mm，净高3000mm。其中表土段支护段长新主斜井在老主斜井、副斜井下部穿过，净间距190m，采用U型钢混凝土支护。表土总厚度45m，分别为10m和12m，新主斜井开口距老主斜井地主要分三层，上为11．0m厚的粘土夹乱石层，中部面护坡边缘仅11m，属于粘土夹乱石层，受位置限为18m厚的粘土夹钙质核，下为16m厚的粘土层。制，明槽开挖施工长度10m，采用U25型钢+混凝开口位置距老斜井井筒中心线法线距离16m。土浇筑支护，砌筑厚度400mm。1．1水文资料该工程至2005年1月1

4、8Et施工巷道27m，发粘土层属于地表含水层，大气降雨为主要补给生冒顶事故。根据现场情况和资料分析，认为出现水源，雨季最大涌水量16m／h左右。上述情况的主要因素有以下几个方面：1．2粘土成分分析1)卵石夹粘土本身强度低，遇水膨胀，粘接为了对粘土进行归类和分级，为支护设计提供力变小，墙体坐落在粘土上，由于水的作用，粘土膨科学依据，从斜井掘进的迎头采取粘土试样，在实验胀、变形，失去原有强度，使巷道下沉。室对粘土矿物成分和自由膨胀率进行了测定，结果2)巷道底板支护(混凝土底拱)滞后工作面见表1。距离太长，未能及时封闭

5、全断面。表1粘土矿物成分3)忽视了老主斜井箕斗提升运输产生的冲击载荷对巷道围岩受力的影响。箕斗运行的冲击载荷，使粘土向巷道内自由空间(工作面)移出。3复合支护方案设计及施工3．1支护设计技术思路针对井筒穿越的表土层含水、粘土遇水膨胀、井1)粘土成分：以氧化硅、氧化铝为主，属于富筒承受冲击载荷这几个主要因素，确定支护设计技含硅铝质的粘土，铝质含量高时为白色，铝质含量少术思路为：割断地表水，降低水对粘土的侵蚀；减小时为粉红色的粘土。地表冲击载荷，增强围岩稳定性；采用临时支护，减2)自由膨胀性：实测表明，所取三种试样粘

6、少粘土和卵石的悬露时间，增强围岩强度；增强支护收稿日期：2010．02-23作者简介：吴臻(1966一)，男，河南罗山人，工程师，从事采矿工程设计工作。392010年7月吴臻：复杂地质条件下的主斜井表土段施工弟19叁摹7_期强度，改可缩支架为钢性支架，提高支护结构稳定2)在老主斜井与新主斜井斜交处，沿新主斜性，抗御粘土膨胀力；减小老主斜井提升振动对地表井中心线两侧不小于4m位置搭设六个木垛，高度土的冲击。根据现场情况具体确定，其上放置I36b型矿用钢托具体措施为：采用注浆方法堵水；对老主斜井轨梁3根，间距3m左右

7、。托梁横跨新主斜井和箕斗道进行焊接补缝，设置轨枕基础，减小老主斜井提升轨道，与箕斗轨道形成一体，见图2。震动对新主斜井的施工影响；使用槽钢正反扣槽撞楔作临时支护，防止暴露粘土坍塌，保证支护安全；及时施工底拱，加深拱墙基础，使混凝土墙和底拱联成一个整体，形成全断面支护，提高支护结构的稳定性和可靠性；施工时短段掘砌，减少工作面空顶时间。3．2支护方案设计与施工3．2．1地面预注浆在地面分上下两层进行预注浆，加固粘土乱土层，以提高土层强度，有效地阻止地表水渗入巷道。具体方法为：采用水泥一水玻璃双液注浆法，根据土图2箕斗

8、轨道路基加固平面示意层松软程度注浆压力控制在1—2MPa，注浆扩散半3)箕斗在下沉段运行速度由4．8m／s下调为径控制在1．8m以内。注浆施工顺序：2．0m／s。1)埋管。将制作好的第一层注浆管按设计通过上述措施，减少箕斗提升对新主斜井造成位置及深度打人土层中。的动载冲击。2)球阀及管路安装。注浆管埋好后，先安装3．2．4临时支护方案变径连接头，再安装球阀连接高压进浆管、