破碎岩层中防水闸门硐室施工技术研究.doc

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1、破碎岩层中防水闸门硐室施工技术研究破碎岩层中防水闸门硐室施工技术研究破碎岩层中防水闸门硐室施工技术研究破碎岩层中防水闸门硐室施工技术研究　　一、矿井概况　　山西焦煤霍州煤电集团公司白龙煤矿位于霍西煤田中部，采用平硐、斜井多水平综合开拓方式，主要生产水平为370m。370水平位于白龙井田的东北部，地面位于白龙村以北后湾村.牛腰村以西，距柏木沟工区约2.5Km，东西宽约1.3Km，南北长约2.6Km，水平面积约3.26Km2。370水平东临F33断层，南接四采区，西靠十采区，北止汾河最高洪水位线。开采煤层底板标高+210～+470m，盖山厚度240～350m，现开采370水平1#、2#煤

2、层。由于1#、2#煤层受K2、K3、K4石灰岩和奥陶系石灰岩承压水威胁，其静水位标高＋520m。预计370水平正常涌水量为320m3/h，最大涌水量为580m3/h，为防止煤层底板突水，实现370水平与455水平安全隔离，决定在标高为373m水平的车场，建造高压防水闸门硐室。　　　　二、工程概况　　为了能满足370水平风量需求，根据太原煤炭设计研究院提供的设计资料，白龙煤矿370水平防水闸门硐室设计为双门硐室，断面为直墙半圆拱断面。采用锚网喷钢梁砼联合支护。选用双扇加肋扁壳防水闸门。硐室需要最大承压3.2MPa。硐室长度10.0m，净宽7.60m，净断面37.11m2，最大掘进高度6

3、.313m，掘进断面54.66m2。掘进总体积498m3，浇注混凝土320m3，用工字钢8.927t。　　　　三、硐室位置的确定　　　　防水闸门硐室应设置在岩性均一、质密、构造简单、稳定的岩层中，同时，还要考虑便于水闸门封闭和管理。根据白龙煤矿实际情况，经研究论证，确定硐室设在370下部车场，距370m水平水仓入口15m。硐室顶部有3m高，2m长的的冒落段，砂岩裂隙发育、质软易碎，围岩极不稳定，给施工造成了很大的难度。　　　　四、硐室扩刷施工　　1、峒室施工技术方案　　由于该硐室施工采用在原巷道上按照设计断面进行扩刷，硐室跨度大、高度较高，而且还处在冒落段安全性差，采用全断面一次性扩

4、刷，既不利于施工的安全，又不利于硐室的支护，因此，选用科学、合理的施工技术方案成为该硐室在施工前的一个重要课题。经过研究论证，决定采用上、下台阶，分两个区段扩刷的方式施工，每个区段的长度依次为3.5m、6.5m。先刷顶部，再刷两帮，最后由前向后按设计尺寸落底。这样即保证了施工的安全，又有利于支护技术的实施和施工人员的操作。首先，采用光爆法施工第一个区段3.5m的上台阶。在原巷道正顶开槽口，以槽口为中心向两侧逐次由上而下扩刷施工，施工1m，支护1m，严禁空顶作业。开槽口时，采用浅眼爆破法对原巷道的喷层进行刷扩，以保证减小对围岩的震动。其次再施工下台阶，下台阶的施工相对容易，关键要掌握好

5、中-腰线以及两侧的轮廓线。要做到不超挖、不欠挖，保证硐室四周帮壁的平直。施工时炮眼布置要按设计轮廓线布置，炮眼底距设计轮廓线300mm，浅打眼、放小炮，欠挖处用风镐剔够设计尺寸。经过上台阶的施工，硐室第一区段的拱部、帮部已全部施工完。施工完的区段保证达到设计要求，支护齐全后。开始进行喷射混凝土封闭围岩。最后起底，起底施工主要采用风镐剔够设计尺寸，用锚杆按间排距800mm对底板锚固，并及时用混凝土铺底。第一区段的一次支护全部结束后，开始立模、浇注混凝土，待浇注好的混凝土凝固3—4天后，按第一区段的施工方式进行第二区段的施工。　　在施工第二区段的硐室主体段时，由于顶部受k8砂岩水浸泡，裂

6、隙发育，结构松散在施工中发生冒落，冒落平均高度1.2m，长度6m；为了保证工程质量，针对冒落段采用板梁配合钢管进行构顶实施维护。然后用混凝土进行充填，达到了设计要求。　　2、硐室支护参数　　一次支护　　一次支护采用锚网喷支护，锚杆规格为Ф20mm×2500mm螺纹钢锚杆，锚杆间排距为800mm×800mm，锚杆垫片用10mm厚的配套垫片，速凝树脂锚固剂固定。挂1500mm×850mm钢筋网，金属网材料用Ф6.5冷拔钢筋制作，网格：100mm×100mm，金属网搭接长度　　　　　　100mm，每隔一网格用双股14#铁丝绑扎牢固，拧紧锚杆托盘，使之紧贴岩面，锚杆初锚力≥182N·M。为防

7、止围岩风化和加固围岩，硐室施工采用一掘一喷作业方式，初喷混凝土厚20～30mm，复喷混凝土厚150mm。　　永久支护　　永久支护采用钢梁砼支护，壁厚500mm，混凝土标号为C30，钢梁采用20a”工”字钢，钢梁搭接处用电焊焊死。　　　　五、门框、管路的固定及工字钢焊接　　　　在硐室主体段浇注混凝土前，先把解体下井的门框组装好，用导链吊起，找正、垫平，朝顺水方向后倾1°就位，再将门框用锚杆与围岩联成一体，和工字钢固定。然后，安装排水管和其他预埋管，各预埋管均