煤礦大硐室施工方案一、工程概況1.1工程基本參數(shù)本工程為某礦井底車場(chǎng)大硐室施工項(xiàng)目，設(shè)計(jì)用途為井下中央變電所及水泵房聯(lián)合硐室，總長(zhǎng)度85m，凈斷面尺寸為寬6.5m×高5.8m（拱高2.2m+直墻3.6m），總開挖體積約3200m3。硐室底板標(biāo)高-520m，埋深580m，穿越巖層以中風(fēng)化砂巖為主，局部揭露斷層破碎帶（F3斷層，走向NE30°，傾角75°，破碎帶寬2-3m），巖石普氏系數(shù)f=6-8，地下水位埋深8-12m，涌水量預(yù)計(jì)15m3/h。1.2工程地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告，硐室施工段巖性分布如下：0-30m段：灰色細(xì)砂巖，層理發(fā)育，節(jié)理間距0.5-1.2m，完整性較好30-55m段：深灰色砂質(zhì)泥巖，夾薄層炭質(zhì)頁巖，局部含黃鐵礦結(jié)核55-70m段：斷層破碎帶，主要由碎裂巖、糜棱巖組成，巖體穩(wěn)定性差70-85m段：灰白色中粒砂巖，鈣質(zhì)膠結(jié)，致密堅(jiān)硬1.3工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)硐室結(jié)構(gòu)安全等級(jí)一級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限50年，抗?jié)B等級(jí)P6，支護(hù)結(jié)構(gòu)耐火極限不低于3小時(shí)。施工需符合《煤礦井巷工程施工規(guī)范》（GB50511-2010）、《煤礦井巷工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50213-2010）及《煤礦安全規(guī)程》（2022版）相關(guān)要求。二、施工組織設(shè)計(jì)2.1管理組織機(jī)構(gòu)采用項(xiàng)目經(jīng)理負(fù)責(zé)制，建立三級(jí)管理體系：決策層：項(xiàng)目經(jīng)理（持一級(jí)建造師證）、技術(shù)負(fù)責(zé)人（高級(jí)工程師）、安全總監(jiān)（注冊(cè)安全工程師）管理層：施工管理部（5人）、質(zhì)量檢驗(yàn)科（3人）、物資設(shè)備部（4人）、安全環(huán)保部（3人）執(zhí)行層：掘進(jìn)班組（30人）、支護(hù)班組（25人）、混凝土班組（15人）、機(jī)電安裝班組（12人）、輔助班組（8人），總計(jì)100人2.2施工設(shè)備配置設(shè)備類型型號(hào)規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)掘進(jìn)設(shè)備EBZ160型掘進(jìn)機(jī)1臺(tái)截割功率160kW，最大截割高度5.2m鉆爆設(shè)備YT28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)6臺(tái)鉆孔直徑42mm，沖擊頻率38Hz支護(hù)設(shè)備MQT-130錨桿鉆機(jī)4臺(tái)扭矩130N·m，鉆孔深度3.5m噴射設(shè)備PZ-7型混凝土噴射機(jī)2臺(tái)生產(chǎn)能力7m3/h，工作壓力0.4-0.6MPa混凝土設(shè)備HBT60混凝土輸送泵1臺(tái)水平輸送距離300m，排量60m3/h通風(fēng)設(shè)備FBDNo6.3/2×15型風(fēng)機(jī)2臺(tái)風(fēng)量2×500m3/min，風(fēng)壓3000Pa排水設(shè)備150D-30×4離心水泵3臺(tái)揚(yáng)程120m，流量50m3/h（2用1備）監(jiān)測(cè)設(shè)備YHD30型頂板離層儀8臺(tái)量程0-300mm，精度±1mmJSS30A型測(cè)斜儀2臺(tái)測(cè)角范圍±30°，分辨率1″2.3施工進(jìn)度計(jì)劃總工期150天，采用網(wǎng)絡(luò)圖控制，關(guān)鍵線路如下：施工準(zhǔn)備階段（15天）：圖紙會(huì)審、技術(shù)交底、設(shè)備安裝調(diào)試、臨時(shí)系統(tǒng)布置硐室開挖與初期支護(hù)（90天）：分三個(gè)作業(yè)面平行施工，循環(huán)進(jìn)尺1.2m/天二次襯砌施工（30天）：分段澆筑，每段10m，采用模板臺(tái)車整體澆筑設(shè)備安裝與調(diào)試（15天）：含管線敷設(shè)、設(shè)備就位、單機(jī)試車三、施工工藝3.1開挖施工3.1.1鉆爆法開挖方案采用"短段掘支、光面爆破"工藝，分三臺(tái)階開挖：上部臺(tái)階（拱部）：高度3.0m，采用楔形掏槽，掏槽眼深度2.2m，裝藥集中度0.8kg/m中部臺(tái)階（直墻）：高度2.0m，滯后上部臺(tái)階5-8m，采用平行空孔掏槽下部臺(tái)階（底板）：高度0.8m，滯后中部臺(tái)階3-5m，人工配合機(jī)械清底3.1.2爆破參數(shù)設(shè)計(jì)炮眼類型眼深(m)數(shù)量(個(gè))裝藥結(jié)構(gòu)單孔藥量(kg)總藥量(kg)掏槽眼2.26連續(xù)裝藥1.27.2輔助眼2.024間隔裝藥0.819.2周邊眼2.032空氣柱裝藥0.39.6底眼2.112連續(xù)裝藥+底藥包1.012合計(jì)-74--48采用2號(hào)巖石乳化炸藥（爆速3200m/s），毫秒延期電雷管（1-5段），起爆網(wǎng)絡(luò)采用串聯(lián)方式，爆破振動(dòng)速度控制在15cm/s以內(nèi)，周邊眼裝藥集中度0.15kg/m，炮孔利用率≥90%，開挖輪廓平整度誤差≤150mm。3.1.3斷層破碎帶處理針對(duì)F3斷層破碎帶施工，采取"管棚超前支護(hù)+注漿加固"預(yù)處理措施：管棚施工：采用Φ108mm×6mm無縫鋼管，長(zhǎng)度6m，環(huán)向間距300mm，外插角1-2°，共布設(shè)22根注漿加固：注入水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，水玻璃濃度35Be'，注漿壓力1.5-2.0MPa，單孔注漿量1.2m3開挖方式：縮短循環(huán)進(jìn)尺至0.8m，采用人工風(fēng)鎬開挖，及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù)3.2支護(hù)工程3.2.1初期支護(hù)（臨時(shí)支護(hù)）采用"噴射混凝土+錨桿+鋼筋網(wǎng)+錨索"聯(lián)合支護(hù)體系：噴射混凝土：C25細(xì)石混凝土，厚度150mm，摻加8%速凝劑（初凝≤5min，終凝≤10min），分兩層噴射（初噴50mm，復(fù)噴100mm）錨桿支護(hù)：Φ22mm×2500mm左旋螺紋鋼錨桿，樹脂藥卷錨固（K2350+Z2350），間排距800×800mm，錨固力≥150kN鋼筋網(wǎng)：Φ6mm鋼筋焊接網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸150×150mm，搭接長(zhǎng)度300mm，與錨桿外露端焊接固定錨索加固：斷層破碎帶段增設(shè)Φ17.8mm×6300mm鋼絞線錨索，間排距1500×2000mm，預(yù)緊力120kN3.2.2二次襯砌（永久支護(hù)）采用鋼筋混凝土整體澆筑結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)尺寸：拱部厚度350mm，直墻厚度300mm，底板厚度400mm鋼筋配置：主筋Φ22mm@200mm（HRB400E級(jí)），箍筋Φ10mm@250mm，保護(hù)層厚度50mm混凝土：C30P6抗?jié)B混凝土，摻加粉煤灰（摻量20%）及聚羧酸減水劑（摻量1.2%），塌落度180±20mm模板工程：12m長(zhǎng)液壓模板臺(tái)車，面板厚度10mm，支撐系統(tǒng)采用Φ48×3.5mm鋼管，立桿間距600mm，掃地桿距地面200mm3.3輔助系統(tǒng)施工3.3.1通風(fēng)系統(tǒng)采用壓入式通風(fēng)，在硐室外50m處安設(shè)2臺(tái)FBDNo6.3型對(duì)旋軸流風(fēng)機(jī)（一用一備），風(fēng)筒選用Φ800mm阻燃抗靜電風(fēng)筒，每節(jié)長(zhǎng)度10m，接頭采用雙反邊卡箍連接。通風(fēng)量按每人每分鐘4m3計(jì)算，同時(shí)滿足硐室最低風(fēng)速0.25m/s要求，實(shí)際配風(fēng)量600m3/min，風(fēng)筒出口距工作面距離≤10m。3.3.2排水系統(tǒng)設(shè)置三級(jí)排水系統(tǒng)：一級(jí)排水：工作面迎頭設(shè)置臨時(shí)水倉（容積5m3），配備BQW25-30-5.5型潛水泵二級(jí)排水：在硐室中部設(shè)置水倉（容積20m3），安裝150D-30×4型離心水泵三級(jí)排水：通過Φ108mm無縫鋼管排至井底主水倉，排水管路沿硐室一幫敷設(shè)，采用U型卡固定3.3.3供電照明系統(tǒng)供電：采用雙回路供電，引自井下中央變電所，一路10kV高壓經(jīng)KBSG-500/10型變壓器降壓至660V，供電線路選用MYJV22-10kV-3×70mm2電纜照明：采用127V隔爆型LED燈具，間距5m，照度≥50lux，燈頭距底板高度2.5m，線路穿Φ25mm鍍鋅鋼管保護(hù)四、質(zhì)量與安全管理4.1質(zhì)量管理措施4.1.1質(zhì)量控制要點(diǎn)開挖斷面：采用激光指向儀控制，允許偏差±150mm，每5m檢測(cè)1次錨桿支護(hù)：抗拔力試驗(yàn)每300根抽檢1組（3根），最小值≥設(shè)計(jì)值90%噴射混凝土：厚度采用預(yù)埋鋼筋法檢測(cè)，每10m檢查1個(gè)斷面，每個(gè)斷面測(cè)3點(diǎn)混凝土強(qiáng)度：每50m3留置1組標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊，同條件養(yǎng)護(hù)試塊強(qiáng)度達(dá)75%方可拆模鋼筋保護(hù)層：使用塑料墊塊（強(qiáng)度≥C30），墊塊數(shù)量4個(gè)/m2，間距≤1m4.1.2驗(yàn)收程序?qū)嵭?三檢制+監(jiān)理驗(yàn)收"制度：班組自檢：每道工序完成后，由班組長(zhǎng)組織自檢，填寫自檢記錄項(xiàng)目部復(fù)檢：自檢合格后，由質(zhì)量檢驗(yàn)科進(jìn)行復(fù)檢，重點(diǎn)檢查關(guān)鍵工序監(jiān)理驗(yàn)收：復(fù)檢合格后報(bào)請(qǐng)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，簽署驗(yàn)收意見后方可進(jìn)入下道工序4.2安全管理措施4.2.1頂板管理采用"敲幫問頂"制度，每班開工前由班組長(zhǎng)使用長(zhǎng)柄工具清除危巖安裝頂板離層儀，監(jiān)測(cè)點(diǎn)間距10m，斷層段加密至5m，初始讀數(shù)每2小時(shí)記錄1次，穩(wěn)定后改為每天1次當(dāng)頂板下沉速度超過5mm/d或累計(jì)下沉量達(dá)10mm時(shí)，立即停止作業(yè)，采取加密錨桿、增設(shè)錨索等加固措施4.2.2爆破安全爆破警戒半徑300m，設(shè)置3個(gè)警戒點(diǎn)（硐口、井底車場(chǎng)、回風(fēng)巷），使用對(duì)講機(jī)聯(lián)絡(luò)爆破前檢查瓦斯?jié)舛?，?dāng)濃度≥0.5%時(shí)嚴(yán)禁爆破，爆破后15min待炮煙吹散方可進(jìn)入瞎炮處理：距瞎炮眼0.3m處打平行眼裝藥爆破，嚴(yán)禁手拉、掏挖瞎炮4.2.3瓦斯管理配備2臺(tái)便攜式瓦斯檢測(cè)儀（量程0-4%，精度±0.01%），每小班檢測(cè)3次安裝KJ90X型瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，傳感器布置在距工作面5m范圍內(nèi)，報(bào)警濃度0.5%，斷電濃度0.8%爆破作業(yè)必須使用煤礦許用炸藥和雷管，嚴(yán)禁使用非防爆設(shè)備4.3應(yīng)急管理編制專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，重點(diǎn)防范冒頂、透水、瓦斯突出等事故：應(yīng)急物資儲(chǔ)備：自救器（每人1臺(tái)）、擔(dān)架2副、急救箱2個(gè)、備用錨桿（200根）、速凝混凝土（5t）每月組織1次應(yīng)急演練，演練內(nèi)容包括冒頂處理、水災(zāi)撤離、傷員急救等建立應(yīng)急通訊系統(tǒng)，硐室內(nèi)每10m設(shè)置1部隔爆電話，與地面調(diào)度室直通五、施工監(jiān)測(cè)與環(huán)境保護(hù)5.1施工監(jiān)測(cè)5.1.1圍巖變形監(jiān)測(cè)收斂監(jiān)測(cè)：在硐室周邊布置6個(gè)測(cè)站，采用測(cè)桿式收斂計(jì)測(cè)量?jī)艨兆兓跏茧A段每天1次，穩(wěn)定后每周2次深基點(diǎn)監(jiān)測(cè)：在斷層破碎帶段設(shè)置3個(gè)深基點(diǎn)（深度10m），監(jiān)測(cè)圍巖內(nèi)部位移數(shù)據(jù)處理：采用Excel建立監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫，繪制位移-時(shí)間曲線，當(dāng)變形速率出現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)預(yù)警5.1.2爆破振動(dòng)監(jiān)測(cè)使用TC-4850型測(cè)振儀，在距爆破點(diǎn)50m、100m處布設(shè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)參數(shù)包括垂直向、水平徑向、水平切向振動(dòng)速度，確保振動(dòng)速度≤15cm/s（GB6722-2014標(biāo)準(zhǔn)）。5.2環(huán)境保護(hù)措施粉塵控制：掘進(jìn)工作面安裝噴霧降塵系統(tǒng)，出碴車輛必須覆蓋篷布，轉(zhuǎn)載點(diǎn)設(shè)置除塵裝置，作業(yè)人員佩戴防塵口罩噪聲防治：破碎機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備安裝隔音罩，作業(yè)人員佩戴耳塞，晝間噪聲≤70dB(A)，夜間≤55dB(A)廢水處理：施工廢水經(jīng)三級(jí)沉淀池（總?cè)莘e50m3）處理后回用，懸浮物去除率≥80%棄碴管理：棄碴運(yùn)至指定棄碴場(chǎng)，分層碾壓，表層覆蓋黃土綠化，防止水土流失六、施工技術(shù)措施6.1斷層破碎帶施工技術(shù)針對(duì)F3斷層破碎帶，采取"超前加固、短掘短支、及時(shí)封閉"的施工方法：管棚施工：采用MGJ-50型錨桿鉆機(jī)鉆孔，鋼管采用絲扣連接，注漿壓力由低到高分級(jí)控制開挖控制：循環(huán)進(jìn)尺縮短至0.8m，采用人工風(fēng)鎬開挖，保留核心土支護(hù)加強(qiáng)：初期支護(hù)改為"錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土+鋼拱架"聯(lián)合支護(hù)，鋼拱架采用I18工字鋼，間距500mm排水措施：在破碎帶兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)水溝，安裝排水泵及時(shí)排除裂隙水6.2大體積混凝土施工技術(shù)硐室底板混凝土澆筑厚度400mm，屬于大體積混凝土，采取以下溫控措施：材料控制：選用低水化熱水泥（P.O42.5R），摻加粉煤灰（摻量25%）替代水泥溫度監(jiān)測(cè)：預(yù)埋熱電偶傳感器，監(jiān)測(cè)混凝土內(nèi)部溫度，內(nèi)外溫差控制≤25℃養(yǎng)護(hù)措施：采用蓄水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期≥14天，表面覆蓋土工布+塑料薄膜保溫澆筑工藝：分層澆筑，每層厚度300mm，采用Φ50mm插入式振搗棒振搗，振搗時(shí)間15-30s6.3防治水技術(shù)措施超前探水：采用YT28風(fēng)鉆打超前探水孔，孔深5m，超前距3m，環(huán)向布置5個(gè)孔注漿堵水：對(duì)涌水量≥5m3/h的出水點(diǎn)，采用水泥-水玻璃雙液漿注漿堵水，注漿壓力為靜水壓力的1.5-2倍防水混凝土：二次襯砌采用C30P6抗?jié)B混凝土，摻加膨脹劑（摻量8%），確?？?jié)B性能施工縫處理：設(shè)置3道橡膠止水帶（中埋式+外貼式），縫間填充聚乙烯閉孔泡沫板七、施工進(jìn)度保障措施7.1組織保障實(shí)行周進(jìn)度考核制度，每周召開進(jìn)度分析會(huì)，延誤超3天制定趕工措施采用平行作業(yè)法，掘進(jìn)與支護(hù)、襯砌與安裝等工序立體交叉作業(yè)配備2個(gè)掘進(jìn)班組，實(shí)行"三八制"作業(yè)（每班8小時(shí)），確保連續(xù)施工7.2技術(shù)保障開展QC小組活動(dòng)，針對(duì)斷層破碎帶支護(hù)等難題進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)采用BIM技