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860m，坡度6°50′，表土段施工長度300m（含明槽開挖段），其中暗硐段220m。井筒凈斷面18.6㎡，掘進斷面21.2㎡，采用直墻拱形結(jié)構(gòu)。表土段及風化基巖段采用C30鋼筋混凝土支護，支護厚度350mm；基巖段采用錨噴+錨索聯(lián)合支護，噴射混凝土強度等級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風積沙層（0-52m）：松散結(jié)構(gòu)，顆粒級配不良，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)黏土與細砂互層，含鈣質(zhì)結(jié)核，稍密狀態(tài)，標準貫入擊數(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表土段劃分為三個施工區(qū)段：明槽段（0+000~0+080）：采用斜壁明槽開挖，長度80m，坡比1:0.75過渡段（0+080~0+150）：風積沙與沖洪積土交界帶，采用特殊支護措施穩(wěn)定土層段（0+150~0+300）：以礫質(zhì)黏土為主，采用常規(guī)掘進工藝2.2施工平面布置施工場地按功能劃分為：掘進作業(yè)區(qū)：設(shè)置激光指向儀、防爆照明系統(tǒng)及臨時排水設(shè)施支護作業(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)運輸系統(tǒng)：采用無軌膠輪車運輸，設(shè)置錯車硐室3處（每100m一處）輔助設(shè)施區(qū)：包含壓風站（2臺20m3/min空壓機）、通風機房（2×110kW軸流風機）、變電所及材料倉庫2.3施工進度計劃采用平行作業(yè)法組織施工，關(guān)鍵線路如下：明槽開挖及支護：45天暗硐段掘進（日進尺3.5m）：63天混凝土襯砌（循環(huán)長度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臺階高度：3m/層，采用臺階式開挖，挖掘機配合自卸車出碴邊坡防護：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)置輕型井點降水系統(tǒng)，井點管間距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，樁長6m，打入深度4.5m，采用柴油錘擊法施工3.2暗硐段掘進工藝根據(jù)土層性質(zhì)差異，采用分級掘進方案：3.2.1風積沙層段（0+080~0+138）采用人工配合機械導(dǎo)硐法，遵循"短開挖、快支護、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%）作為臨時支撐開挖參數(shù)：循環(huán)進尺0.8m，班進尺2.4m，采用風鎬破碎，嚴禁爆破作業(yè)出碴系統(tǒng)：ZWY-160/85L型扒渣機配合WC5E型無軌膠輪車，運輸能力80m3/h3.2.2穩(wěn)定土層段（0+138~0+300）轉(zhuǎn)為全斷面機械開挖，優(yōu)化施工參數(shù)：開挖設(shè)備：選用EBZ200TY型懸臂式掘進機，截割功率160kW循環(huán)進尺：1.5m，日循環(huán)3次，日進尺4.5m截割順序：先拱頂后兩幫，最后刷底，保留100mm保護層由人工修整3.3支護體系設(shè)計根據(jù)"動態(tài)設(shè)計、分級支護"原則，建立三級支護體系：3.3.1超前支護管棚支護：在砂土層段采用Φ108×6mm無縫鋼管管棚，長度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，長度3.5m，環(huán)向間距400mm，搭接長度1.5m，注漿壓力0.8-1.2MPa3.3.2初期支護砂土層段：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)長度：12m/循環(huán)，養(yǎng)護時間≥7d，強度達85%設(shè)計值后方可拆模3.4排水通風系統(tǒng)排水系統(tǒng)：設(shè)置三級排水站，水倉容量分別為20m3、30m3、50m3選用MD85-45×3型多級離心泵，揚程135m，流量85m3/h，配備雙電源保障通風系統(tǒng)：采用壓入式通風，主風機型號FBDNo7.1/2×45，風量280-400m3/min風筒選用Φ1000mm阻燃風筒，每節(jié)長10m，百米漏風率≤2%爆破后通風時間≥30min，作業(yè)面風量≥3m3/min·人四、質(zhì)量控制標準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)累計偏差≤50mm4.2支護施工要求鋼拱架安裝：間距偏差±50mm，垂直度≤2°，保護層厚度≥40mm鋼筋混凝土：主筋保護層厚度偏差±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%，強度等級合格率100%4.3特殊工序控制注漿施工：注漿壓力波動范圍≤±0.2MPa，單孔注漿量偏差≤10%設(shè)計值滑模施工：模板提升時混凝土強度≥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)報系統(tǒng)，采用地質(zhì)雷達與超前鉆探相結(jié)合，預(yù)報距離30m砂土層段設(shè)置應(yīng)急通道，每隔50m施工臨時避險硐室（規(guī)格3m×2.5m×2m）實行圍巖變形監(jiān)測，布設(shè)測站12個，監(jiān)測頻率1次/2h，預(yù)警值：拱頂下沉5mm/d或累計30mm5.2機電安全管理所有電氣設(shè)備采用礦用隔爆型，接地電阻≤2Ω，漏電保護動作電流≤30mA無軌膠輪車限速：空車15km/h，重車8km/h，彎道及硐室區(qū)域5km/h壓風系統(tǒng)設(shè)置三級過濾，風包內(nèi)空氣溫度≤120℃，安全閥定期校驗（每季度1次）5.3應(yīng)急管理體系編制專項應(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、擔架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，重點訓(xùn)練塌方救援與傷員轉(zhuǎn)運流程六、施工設(shè)備配置設(shè)備名稱型號規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)懸臂式掘進機EBZ200TY1臺截割功率160kW，生產(chǎn)能力200m3/h扒渣機ZWY-160/85L2臺鏟斗容積0.8m3，輸送距離30m無軌膠輪車WC5E4臺載重量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臺理論輸送量60m3/h，最大壓力16MPa軸流風機FBDNo7.1/2×452臺總功率90kW，全壓1500-3200Pa多級離心泵MD85-45×33臺流量85m3/h，揚程135m七、環(huán)境保護措施7.1揚塵控制施工便道硬化處理（200mm厚C20混凝土），配備2臺灑水車（每2h灑水1次）出碴車輛必須加蓋篷布，出場前經(jīng)洗車平臺沖洗輪胎攪拌站設(shè)置全封閉料倉，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，空氣壓縮機加裝消聲器，噪聲控制在晝間≤70dB，夜間≤55dB合理安排施工時間，爆破作業(yè)限定在8:00-18:00進行敏感區(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)束后及時平整場地，恢復(fù)植被面積不小于占地面積的90%八、驗收標準與流程8.1分部分項驗收隱蔽工程驗收：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)理工程師驗收簽字分項工程驗收：每個襯砌循環(huán)完成后進行結(jié)構(gòu)尺寸、混凝土強度等指標檢測單位工程驗收：包含觀感質(zhì)量、功能測試及資料審查，實測項目合格率需≥90%8.2主要驗收指標混凝土強度：同條件養(yǎng)護試塊強