破碎段施工工法.pdfVIP

人工造顶通过斜坡道破碎段施工工法 1.前言 在地下矿山斜坡道工程掘进时， 不可避免的会遇到岩层松软、 岩体破碎而造 成巷道大面积塌方， 增加施工难度。 由我公司承建的北洺河铁矿深部开拓斜坡道 工程在 2011 年 7 月 13 日掘进施工 -185m 分层附近时， 围岩揭露为蚀变闪长岩夹 带泥质灰岩，节理极度发育，塌冒不断；将原临时支护的 5 架 U25 型钢支架砸 塌，1m3 柴油铲运机铲斗和大臂砸毁， 以致该工程不能正常掘进施工。 该段设计 断面 4.2m(宽) ×4.1m( 高) ，塌冒最大断面为 7.3m(宽) ×12m(高) ×9.5m( 长) ，采 用了充填砼人工造顶后进行二次掘进方法，顺利安全通过了严重破碎段施工。 2.工法特点 2.1 采用充填砼人工造顶后，形成拱顶稳固，有效控制塌方。 2.2 进行二次掘进时采用 U25 型可缩钢支架配合， 实行短掘短支工艺， 施工简单、 容易操作。 2.3 提高了作业面人员、机具设备安全保障。 3.适用范围 本工法适用于处于岩层松软、岩体破碎、围岩极不稳固的巷道施工。 4.塌方原因分析 4.1．地质因素 (1) 、巷道穿过断层及其破碎带，一经开挖，潜在应力释放，承压快、围岩失稳 而坍塌。 (2)、当由于结构松散，颗粒间无胶结或胶结差，开挖后引起坍塌。 (3) 、在挤压破碎带，岩脉穿插带、节理密集带等碎裂结构地层中，岩块间互相 挤压牵制，经开挖则失稳，常见围岩掉块、坍落。在软弱结构面发育的情况下， 或泥质充填物过多，均易产生较大的坍塌。 (4)在构造运动的作用下，薄层岩体形成的小这种褶曲、错动发育地段，施工中 常常发生坍塌。 (5)岩层软硬相间，或有软弱夹层的岩体，在地下水的作用下，软弱面的强度大 大降低．因而发生滑坍。 (6)地下水的软化、浸泡、冲蚀、溶解等作用加剧岩体的失稳和坍塌。 4.2．施工方法和措施不当 (1)施工方法选择不当，或工序间距安排不合理。各工序间距拉得较长久，引起 围岩松动、风化、招致坍方的发生。 (2)临时支护不及时，或喷混凝土质量、厚度不符合要求。 (3)采用钢支撑时，支撑架设质量欠佳，支撑与围岩不密贴，两者间的空隙填塞 不密实，或联接不够牢固，不能满足围岩压力所需要的强度要求。 (4) 爆破作业不当，用药量过多。 (5) 处理危石措施不当，引起危石坠落，牵动岩层坍塌。 (6) 初期塌方时采用穿楔护顶法强行通过时出渣较多，形成空场加大。 5. 施工方法及操作要点 5.1 施工工艺流程 设计止浆墙厚度——止浆墙施工——预埋灌浆管和溢流管——灌浆充填 施工——二次掘进 U 型钢支架支护——永久砌碹支护。 5.2 操作要点 5.2.1 确定围岩类别 根据现场地质条件、地质部门提供的地质素描资料，确定围岩类别。依据隧 道围岩分级（ 2004）（见附表）, 岩体破碎、结构松散时为Ⅴ类围岩级别。 围 岩 围岩基本质量指标 BQ或修 围岩主要定性特征 级别 正围岩基本质量指标 [BQ] 较软岩，岩体破碎； Ⅴ 软岩，岩体较破碎 - 破碎； ≤250 极破碎各类岩体，碎、裂状，松散结构 5.2.2 设计止浆墙形式 采用柱面型砼止浆墙，其厚度 B=K ×R （1- √1-2P/ 〔σ〕） 式中 :K-为安全系数，取 1.1； R-为柱面外半径，本段取 10m； P-灌浆压力， 本段为破碎冒落拱取 1×H× λ/100=0.2MPa （H为受注口至拱 顶高度取 4m； λ为水的密度取 1） 〔σ〕=混凝土允许抗压强度，取 20MPa 带入公