斜井土層施工綜合技術(shù)方案一、工程概況與地質(zhì)條件分析1.1工程基本參數(shù)本工程為能源領(lǐng)域地下開采斜井工程，井筒全長(zhǎng)860m，坡度6°50′，表土段施工長(zhǎng)度300m（含明槽開挖段），其中暗硐段220m。井筒凈斷面18.6㎡，掘進(jìn)斷面21.2㎡，采用直墻拱形結(jié)構(gòu)。表土段及風(fēng)化基巖段采用C30鋼筋混凝土支護(hù)，支護(hù)厚度350mm；基巖段采用錨噴+錨索聯(lián)合支護(hù)，噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)C25，厚度150mm。1.2地質(zhì)條件特征根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，表土層主要由第四系松散堆積物構(gòu)成，自上而下分為：①風(fēng)積沙層（0-52m）：松散結(jié)構(gòu)，顆粒級(jí)配不良，天然含水率8-12%，易發(fā)生管涌及流砂現(xiàn)象②沖洪積土層（52-138m）：粉質(zhì)黏土與細(xì)砂互層，含鈣質(zhì)結(jié)核，稍密狀態(tài)，標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N=12-18③殘坡積土層（138-300m）：礫質(zhì)黏土，含20-30%粒徑2-5cm的碎石，土質(zhì)堅(jiān)硬，N=25-32地下水位埋深18m，主要賦存于②層中，滲透系數(shù)k=1.2×10?3m/s，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具弱腐蝕性。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分將300m表土段劃分為三個(gè)施工區(qū)段：明槽段（0+000~0+080）：采用斜壁明槽開挖，長(zhǎng)度80m，坡比1:0.75過(guò)渡段（0+080~0+150）：風(fēng)積沙與沖洪積土交界帶，采用特殊支護(hù)措施穩(wěn)定土層段（0+150~0+300）：以礫質(zhì)黏土為主，采用常規(guī)掘進(jìn)工藝2.2施工平面布置施工場(chǎng)地按功能劃分為：掘進(jìn)作業(yè)區(qū)：設(shè)置激光指向儀、防爆照明系統(tǒng)及臨時(shí)排水設(shè)施支護(hù)作業(yè)區(qū)：配置混凝土攪拌站（HZS50型）、鋼筋加工棚及模板堆放區(qū)運(yùn)輸系統(tǒng)：采用無(wú)軌膠輪車運(yùn)輸，設(shè)置錯(cuò)車硐室3處（每100m一處）輔助設(shè)施區(qū)：包含壓風(fēng)站（2臺(tái)20m3/min空壓機(jī)）、通風(fēng)機(jī)房（2×110kW軸流風(fēng)機(jī)）、變電所及材料倉(cāng)庫(kù)2.3施工進(jìn)度計(jì)劃采用平行作業(yè)法組織施工，關(guān)鍵線路如下：明槽開挖及支護(hù)：45天暗硐段掘進(jìn)（日進(jìn)尺3.5m）：63天混凝土襯砌（循環(huán)長(zhǎng)度12m）：38天設(shè)備安裝及調(diào)試：20天總工期控制在165天，其中表土段施工占146天。三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1明槽開挖與支護(hù)斜壁明槽開挖法適用于本工程80m明槽段施工，具體參數(shù)：開挖坡比：砂土層1:1.25，黏土層1:0.75臺(tái)階高度：3m/層，采用臺(tái)階式開挖，挖掘機(jī)配合自卸車出碴邊坡防護(hù)：坡面噴射50mm厚C20混凝土+Φ6.5@200×200鋼筋網(wǎng)，坡頂外5m設(shè)置截水溝特殊處理措施：在坡腳設(shè)置輕型井點(diǎn)降水系統(tǒng)，井點(diǎn)管間距1.2m，埋深4.5m，真空度保持60kPa以上砂土層段采用拉森Ⅲ型鋼板樁超前支護(hù)，樁長(zhǎng)6m，打入深度4.5m，采用柴油錘擊法施工3.2暗硐段掘進(jìn)工藝根據(jù)土層性質(zhì)差異，采用分級(jí)掘進(jìn)方案：3.2.1風(fēng)積沙層段（0+080~0+138）采用人工配合機(jī)械導(dǎo)硐法，遵循"短開挖、快支護(hù)、緊襯砌"原則：核心土預(yù)留：先開挖上部導(dǎo)硐（5m×3m），保留核心土（占斷面60%）作為臨時(shí)支撐開挖參數(shù)：循環(huán)進(jìn)尺0.8m，班進(jìn)尺2.4m，采用風(fēng)鎬破碎，嚴(yán)禁爆破作業(yè)出碴系統(tǒng)：ZWY-160/85L型扒渣機(jī)配合WC5E型無(wú)軌膠輪車，運(yùn)輸能力80m3/h3.2.2穩(wěn)定土層段（0+138~0+300）轉(zhuǎn)為全斷面機(jī)械開挖，優(yōu)化施工參數(shù)：開挖設(shè)備：選用EBZ200TY型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，截割功率160kW循環(huán)進(jìn)尺：1.5m，日循環(huán)3次，日進(jìn)尺4.5m截割順序：先拱頂后兩幫，最后刷底，保留100mm保護(hù)層由人工修整3.3支護(hù)體系設(shè)計(jì)根據(jù)"動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、分級(jí)支護(hù)"原則，建立三級(jí)支護(hù)體系：3.3.1超前支護(hù)管棚支護(hù)：在砂土層段采用Φ108×6mm無(wú)縫鋼管管棚，長(zhǎng)度6m，環(huán)向間距300mm，外插角1.5°，管內(nèi)注入水泥-水玻璃雙液漿超前小導(dǎo)管：沖洪積土層段采用Φ42×4mm注漿小導(dǎo)管，長(zhǎng)度3.5m，環(huán)向間距400mm，搭接長(zhǎng)度1.5m，注漿壓力0.8-1.2MPa3.3.2初期支護(hù)砂土層段：25U型鋼拱架+金屬網(wǎng)+噴射混凝土，棚距500mm，網(wǎng)片規(guī)格Φ6@100×100，噴射混凝土厚度100mm黏土層段：18U型鋼可縮性支架，棚距800mm，架間采用Φ20圓鋼拉桿連接，間距1.5m3.3.3二次襯砌采用整體滑模施工技術(shù)，主要參數(shù)：模板系統(tǒng)：定制鋼模板，面板厚度6mm，配備液壓千斤頂（行程150mm），提升速度0.8-1.2m/h混凝土施工：采用HBT60型輸送泵澆筑，坍落度控制在160±20mm，分層厚度500mm，振搗采用附著式振搗器循環(huán)長(zhǎng)度：12m/循環(huán)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥7d，強(qiáng)度達(dá)85%設(shè)計(jì)值后方可拆模3.4排水通風(fēng)系統(tǒng)排水系統(tǒng)：設(shè)置三級(jí)排水站，水倉(cāng)容量分別為20m3、30m3、50m3選用MD85-45×3型多級(jí)離心泵，揚(yáng)程135m，流量85m3/h，配備雙電源保障通風(fēng)系統(tǒng)：采用壓入式通風(fēng)，主風(fēng)機(jī)型號(hào)FBDNo7.1/2×45，風(fēng)量280-400m3/min風(fēng)筒選用Φ1000mm阻燃風(fēng)筒，每節(jié)長(zhǎng)10m，百米漏風(fēng)率≤2%爆破后通風(fēng)時(shí)間≥30min，作業(yè)面風(fēng)量≥3m3/min·人四、質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)4.1開挖質(zhì)量控制斷面尺寸允許偏差：±150mm（周邊輪廓）中線偏差：≤50mm/100m坡度偏差：±1‰，連續(xù)30m區(qū)段內(nèi)累計(jì)偏差≤50mm4.2支護(hù)施工要求鋼拱架安裝：間距偏差±50mm，垂直度≤2°，保護(hù)層厚度≥40mm鋼筋混凝土：主筋保護(hù)層厚度偏差±10mm，結(jié)構(gòu)表面平整度≤8mm/m噴射混凝土：厚度允許偏差-5%~+10%，強(qiáng)度等級(jí)合格率100%4.3特殊工序控制注漿施工：注漿壓力波動(dòng)范圍≤±0.2MPa，單孔注漿量偏差≤10%設(shè)計(jì)值滑模施工：模板提升時(shí)混凝土強(qiáng)度≥0.2MPa，表面裂縫寬度≤0.2mm五、安全保障措施5.1防坍塌措施建立地質(zhì)超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)，采用地質(zhì)雷達(dá)與超前鉆探相結(jié)合，預(yù)報(bào)距離30m砂土層段設(shè)置應(yīng)急通道，每隔50m施工臨時(shí)避險(xiǎn)硐室（規(guī)格3m×2.5m×2m）實(shí)行圍巖變形監(jiān)測(cè)，布設(shè)測(cè)站12個(gè)，監(jiān)測(cè)頻率1次/2h，預(yù)警值：拱頂下沉5mm/d或累計(jì)30mm5.2機(jī)電安全管理所有電氣設(shè)備采用礦用隔爆型，接地電阻≤2Ω，漏電保護(hù)動(dòng)作電流≤30mA無(wú)軌膠輪車限速：空車15km/h，重車8km/h，彎道及硐室區(qū)域5km/h壓風(fēng)系統(tǒng)設(shè)置三級(jí)過(guò)濾，風(fēng)包內(nèi)空氣溫度≤120℃，安全閥定期校驗(yàn)（每季度1次）5.3應(yīng)急管理體系編制專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，包含坍塌、涌水、瓦斯超限等6類事故處置程序配備應(yīng)急救援物資：自救器30臺(tái)、擔(dān)架2副、應(yīng)急照明系統(tǒng)及醫(yī)療急救箱每月組織1次應(yīng)急演練，重點(diǎn)訓(xùn)練塌方救援與傷員轉(zhuǎn)運(yùn)流程六、施工設(shè)備配置設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)懸臂式掘進(jìn)機(jī)EBZ200TY1臺(tái)截割功率160kW，生產(chǎn)能力200m3/h扒渣機(jī)ZWY-160/85L2臺(tái)鏟斗容積0.8m3，輸送距離30m無(wú)軌膠輪車WC5E4臺(tái)載重量5t，最高車速25km/h液壓滑模系統(tǒng)定制1套模板面積85㎡，提升能力15t混凝土輸送泵HBT601臺(tái)理論輸送量60m3/h，最大壓力16MPa軸流風(fēng)機(jī)FBDNo7.1/2×452臺(tái)總功率90kW，全壓1500-3200Pa多級(jí)離心泵MD85-45×33臺(tái)流量85m3/h，揚(yáng)程135m七、環(huán)境保護(hù)措施7.1揚(yáng)塵控制施工便道硬化處理（200mm厚C20混凝土），配備2臺(tái)灑水車（每2h灑水1次）出碴車輛必須加蓋篷布，出場(chǎng)前經(jīng)洗車平臺(tái)沖洗輪胎攪拌站設(shè)置全封閉料倉(cāng)，水泥罐安裝袋式除塵器（除塵效率≥99%）7.2噪聲防治高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音棚，空氣壓縮機(jī)加裝消聲器，噪聲控制在晝間≤70dB，夜間≤55dB合理安排施工時(shí)間，爆破作業(yè)限定在8:00-18:00進(jìn)行敏感區(qū)域設(shè)置聲屏障，高度3m，采用吸隔聲復(fù)合板材7.3水土保持施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池處理（總?cè)莘e150m3），pH值控制在6-9，懸浮物≤100mg/L表土單獨(dú)堆放，用于后期植被恢復(fù)，堆放高度≤5m，邊坡1:1.5，坡面覆蓋防塵網(wǎng)工程結(jié)束后及時(shí)平整場(chǎng)地，恢復(fù)植被面積不小于占地面積的90%八、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程8.1分部分項(xiàng)驗(yàn)收隱蔽工程驗(yàn)收：鋼拱架安裝、鋼筋綁扎、預(yù)埋件位置等關(guān)鍵工序需經(jīng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收簽字分項(xiàng)工程驗(yàn)收：每個(gè)襯砌循環(huán)完成后進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸、混凝土強(qiáng)度等指標(biāo)檢測(cè)單位工程驗(yàn)收：包含觀感質(zhì)量、功能測(cè)試及資料審查，實(shí)測(cè)項(xiàng)目合格率需≥90%8.2主要驗(yàn)收指標(biāo)混凝土強(qiáng)度：同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)