隧道采空區(qū)施工方案

新西山坪隧道采空區(qū)施工方法一、工程概況新西山坪隧道全長3293.49m(YDK117+371.51?YDK120+665);本隧道位于既有西山坪隧道(2938.50m)右側(cè)，進(jìn)口位于半徑為3500米的左偏曲線上，洞身部分位于直線上，出口位于半徑為2800的右偏曲線上，其進(jìn)口段YDK117+371.51?+451.51段80m已在既有線施工中完成，結(jié)合既有隧道一起建成，本次設(shè)計(jì)新建隧道長3213.49m。隧道里程YDK118+270處設(shè)計(jì)有一縱向變坡點(diǎn)，其隧道內(nèi)YDK117+371.51?YDK118+270段(898.49m)為3.0%。的上坡，YDK118+270-YDK120+665段(2395m)為5.1%的下坡。洞內(nèi)YDK118+550?YDK118+630段80m， YDK119+330?YDK118+390段60m范圍可能遇采空區(qū)或通過采空區(qū)影響帶，根據(jù)既有線施工情況，含煤地層為煤線，礦化度低,較松散，襯砌采用V級加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。線路大約在YDK118+553?+623與復(fù)興隆二井、和平煤礦的煤層采空區(qū)在平面上大角度相交，該井與和平井在本段也合二為一，根據(jù)既有線和收集巷道坡度資料推算，既有線處煤層底板標(biāo)高215.12m,既有線路標(biāo)高235.8m,按洞高3m計(jì)，既有線隧道底板厚度17.68m,但由于隧道開采年代久遠(yuǎn),廢棄多年,煤層采空區(qū)資料準(zhǔn)確性低,可能對新建二線影響較大；在YDK119+328?+381與煤層采空區(qū)在平面上約36度相交,據(jù)既有線和收集巷道坡度資料推算,此次煤層底板標(biāo)高在285m以上，既有線路標(biāo)高232.3m,按洞高3m計(jì)，既有線隧道頂板厚度約50m,如上述煤層采空區(qū)資料準(zhǔn)確性低，不排除對新建二線影響較大。地震動峰值加速度0.05g;地下水只要有第四系松散巖類空隙水、基巖裂隙水，地下水化學(xué)腐蝕環(huán)境等級H1;隧道涌水量約6000m3/d。該段T3xj3含煤地層存在瓦斯問題，瓦斯含量較低。二、主要施工方法1、工序圖1工序循環(huán)作業(yè)圖超前地質(zhì)探測必須作為主要施工手段納入施工工序中。根據(jù)現(xiàn)有

地質(zhì)資料：YDK118+550?YDK118+630段自采空區(qū)中間通過，該段采空資料不明，極有可能遇到基底空虛、巷道空洞、拱頂塌陷、突水突泥、坑道瓦斯涌出等病害情況；YDK119+328?+381段自采空區(qū)下方47m處通過，雖然頂板比較厚，但該段地質(zhì)條件及采空區(qū)資料不詳細(xì)，不排除可能遇到煤層、瓦斯、巷道空洞等情況。因此，超前地質(zhì)探測預(yù)報(bào)的重要性可想而知。2、超前地質(zhì)探測地質(zhì)數(shù)據(jù)資料采集

系統(tǒng)洞身施工隧施工期地質(zhì) '超前預(yù)報(bào)系地質(zhì)數(shù)據(jù)資料采集

系統(tǒng)洞身施工隧施工期地質(zhì) '超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)有孔探測系統(tǒng)

（TSP、鉆探等）施工地質(zhì)資料處理(軟件)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)(軟件)無孔探測系統(tǒng)

（地質(zhì)雷達(dá)探測等）工程地質(zhì)反饋超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)工作路線框圖I、地質(zhì)數(shù)據(jù)資料采集盡量調(diào)集既有線施工資料，了解既有線施工時(shí)遇到的病害情況及處理方法；盡量在當(dāng)?shù)貙ふ抑槔习傩帐占煽諈^(qū)資料，以便可以更詳細(xì)的了解該段的施工地質(zhì)情況，做到對可能遇到施工難點(diǎn)心中有數(shù)。II、有孔探測有孔探測是施工過程當(dāng)中最常用到的探測方法，其操作簡單，既有施工設(shè)備條件也能滿足要求。主要方法為：采用空9空心鉆鉆孔，鉆孔位置孔頂中一個(gè)，邊墻最大跨左右各一個(gè)，隧道下部左右邊墻處各一個(gè)。根據(jù)巖芯和鉆進(jìn)過程中出露的巖粉、鉆速和水質(zhì)情況，判斷前方水文、地質(zhì)條件；取巖芯，并利用巖芯作試樣進(jìn)行試驗(yàn)，對鉆進(jìn)的地質(zhì)狀態(tài)進(jìn)行判斷；鉆速測試，根據(jù)鉆機(jī)在巖石中的鉆進(jìn)速度和巖石特性之間的關(guān)系來判斷。在隧洞開挖正面布置鉆孔，根據(jù)鉆孔深度，可探測到前方30?50m范圍內(nèi)的地質(zhì)情況。YDK118+550?YDK118+630段施工加強(qiáng)超前探孔探測隧道下部采煤巷道，探孔每隔10m設(shè)置一處，每處設(shè)3個(gè)探孔，探深15m,并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整探測深度和探孔分部。根據(jù)探測結(jié)果綜合分析，必要時(shí)進(jìn)行基底加固。III、 無孔探測無孔探測如：TSP－203超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)探測、防爆紅外線探測儀等。施工每100?150m委托相關(guān)資質(zhì)單位進(jìn)行探測。IV、 地質(zhì)預(yù)報(bào)信息反饋派專人負(fù)責(zé)：建立一個(gè)地質(zhì)信息系統(tǒng)，通過各種方法收集地質(zhì)信息，輸入信息處理系統(tǒng)，進(jìn)行綜合分析、判斷，并將處理結(jié)果反饋給施工現(xiàn)場，及時(shí)調(diào)整施工方法和參數(shù)。然后從施工過程中獲取新的地質(zhì)信息，更新地質(zhì)信息系統(tǒng)，經(jīng)處理后，再一次反饋給施工現(xiàn)場，如此往復(fù)。通過地質(zhì)信息系統(tǒng)的及時(shí)、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，為信息化施工提供決策依據(jù)。3、超前支護(hù)根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)反饋信息，如前方遇到拱頂巷道、開采空洞、留碴破碎層等，必須采取超前支護(hù)通過。、拱頂巷道如果巷道與隧道聯(lián)通時(shí)，超前探孔探測：巷道內(nèi)是否虛碴覆蓋、積水多大、淤泥多深、瓦斯?jié)舛鹊惹闆r，以便確定施工方案。a、探明巷道內(nèi)情況后，如果水大，淤泥多，虛碴方比較大，則利用地質(zhì)鉆打孔，將水排出；插入?10鋼花管，鋼花管深至巷道頂部，利用噴射機(jī)向巷道內(nèi)吹砂，待砂滿后，注水玻璃，注漿壓力2.0Mpa;相交較大處，可視情況調(diào)整鋼花管根數(shù)及注漿范圍；最后根據(jù)巷道與隧道相交寬度，施工超前小導(dǎo)管或者@89大管棚，注水泥漿，壓力1.0Mpa。超前支護(hù)完成，即可進(jìn)行開挖。開挖時(shí)必須遵循，短進(jìn)尺、弱爆破、快支護(hù)的原則，快速封閉成環(huán)，二襯緊跟。二襯施作時(shí)，防排水系統(tǒng)加密，可能時(shí)，可在巷道內(nèi)插入42mm鋼管，將水引入隧道排水溝中。如圖2所示。b、若水小，泥少，虛碴少。可將聯(lián)通道挖開即可。初期支護(hù)緊跟，并埋入42mm鋼管連接至隧道排水溝中。最后二襯盡快施作。、開采空洞利用地質(zhì)鉆打孔，將空洞水排出；插入@110鋼花管，鋼花管深至洞頂，利用噴射機(jī)向巷道內(nèi)吹砂，待砂滿后，注水泥漿，注漿壓力1.0Mpa；相交較大處，可視情況調(diào)整鋼花管根數(shù)及注漿范圍；最后根據(jù)空洞寬度，施工超前小導(dǎo)管或者@89大管棚，注水泥漿，壓力1.0Mpa。超前支護(hù)完成，即可進(jìn)行開挖。開挖時(shí)必須遵循，短進(jìn)尺、弱爆破、快支護(hù)的原則，快速封閉成環(huán)，二襯緊跟。、留碴破碎層探明情況后，使用超前小導(dǎo)管或者@89大管棚，注水泥漿，壓力1.0Mpa。開挖時(shí)必須遵循，短進(jìn)尺、弱爆破、快支護(hù)的原則，快速封閉成環(huán)，二襯緊跟。4、瓦斯及天然氣隧道穿越煤礦區(qū)，瓦斯及天然氣豐富，雖然有可能已經(jīng)采空，但不排除坑道聚氣涌出，瓦斯緩慢滲出、噴出等情況，對隧道施工造成嚴(yán)重威脅。隧道施工中，必須采取措施將工作面瓦斯?jié)舛冉抵?%以下才能鉆爆掘進(jìn)。為加快瓦斯排放速度，避免事故發(fā)生，必須建預(yù)報(bào)系統(tǒng)。充分做好鉆孔超前探測預(yù)報(bào)工作，并派專人持瓦斯?jié)舛忍綔y儀進(jìn)行探測，做到細(xì)微變化都能察覺的程度，并將信息反饋至作業(yè)隊(duì)伍，指導(dǎo)施工。具體方法如下：a、向工作面前方鉆若干個(gè)孔，使鉆孔范圍的瓦斯提前排放出來，使裂隙逐漸卸壓，應(yīng)力集中帶逐漸移往裂隙深處，從而在一定范圍內(nèi)消除或降低瓦斯突出的危險(xiǎn)。超前鉆孔：在工作面按平行與隧道掘進(jìn)方向或略向外傾斜布置鉆孔?？讖揭话銥?5?300mm，孔深一般在15m以上。鉆孔控制在開挖斷面周邊外2?3m的范圍。超前距離：超前距離是超前孔的長度與允許掘進(jìn)長度的長度之差。超前距離不小于5m,即每次掘進(jìn)均能保留不小于5m的經(jīng)過瓦斯排放和應(yīng)力轉(zhuǎn)移的安全距離。注意事項(xiàng)：在超前鉆孔過程中,隨著已完鉆孔的增多,瓦斯的排放量將逐漸增大，因此需要加強(qiáng)對工作面瓦斯?jié)舛鹊臋z測，當(dāng)工作面瓦斯?jié)舛瘸^1.5%時(shí)必須停止鉆孔，待其濃度降至允許范圍后再繼續(xù)作業(yè)。b、采用半斷面、微臺階的施工方法，臺階長度控制在3~5m,在開挖上半段面前，視圍巖情況進(jìn)行超前小鋼管或設(shè)超前錨桿補(bǔ)強(qiáng)，開挖后及時(shí)噴錨。必須及時(shí)鋪底或施做仰拱，及時(shí)用氣密性砼做全封閉襯砌。當(dāng)超前孔排放瓦斯的效果不夠理想時(shí)，采用深孔松動爆破，炮眼直徑采用42mm，深為8?12m,裝藥長度為孔深減去5.5?6.0m，藥卷必須送至孔底，每個(gè)藥卷1個(gè)雷管；采用孔內(nèi)外大串聯(lián)連線方式。爆破前必須停電，人員全部撤出洞外，在洞外控制爆破。C、防治瓦斯爆炸措施降低洞內(nèi)瓦斯?jié)舛龋捍胧┲饕羌訌?qiáng)通風(fēng)，確保洞內(nèi)風(fēng)速保持在0.25m/s以上。瓦斯?jié)舛确辣拗颠_(dá)到1.5%：發(fā)出報(bào)警，撤出人員，停止一切作業(yè)，加速通風(fēng)，同時(shí)打開高壓風(fēng)閥門進(jìn)行送風(fēng)。超過1%：發(fā)警戒信號，指揮員、安全員隨時(shí)監(jiān)測，禁止放炮，切斷掌子面電源，加強(qiáng)通風(fēng)。超過0.5%：洞內(nèi)所有設(shè)備均應(yīng)是礦用防暴型，發(fā)出第一次警報(bào)，加強(qiáng)監(jiān)測，強(qiáng)化通風(fēng)。超過0.25%：停止洞內(nèi)焊接作業(yè)。低于0.25%：正常作業(yè)及通風(fēng)。防火措施：使用毫秒雷管和煤礦安全炸藥，雷管總延期不得超過130ms;深度小于0.6m的炮眼嚴(yán)禁放炮。洞內(nèi)機(jī)械設(shè)備均采用防爆型。出碴進(jìn)料采用有軌運(yùn)輸，洞內(nèi)禁止進(jìn)行電焊、氣焊作業(yè)，特殊的、不可避免的焊接，在焊接過程中要有檢測人員旁站檢測，瓦斯?jié)舛刃璧陀?.5%。施工人員嚴(yán)禁穿戴化纖衣物進(jìn)洞，不使用各種塑料管材。為防治產(chǎn)生撞擊火花，裝碴前要將石碴灑水濕潤，拆卸鋼模板和鋪設(shè)軌道時(shí)，均使用木錘。5、 初期支護(hù)初期支護(hù)依據(jù)‘巖變我變'的原則，及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)，及早封閉圍巖，防止瓦斯、天然氣滲出。6、 仰拱填充必須及時(shí)鋪底或施做仰拱，及時(shí)用氣密性砼做全封閉支護(hù)。施工中每一次仰拱填充循環(huán)都必須對隧底進(jìn)行探測，目前已知YDK118+550?YDK118+630段自采空區(qū)中部通過，隧道下部可能存在巷道，采空洞室等。隧道施工開挖及施作仰拱前必須采用大量探、物探等措施進(jìn)行超前探測。探孔每隔10m設(shè)置一處，每處設(shè)3個(gè)探孔，探深15m,并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)整探測深度和探孔分部。根據(jù)探測結(jié)果綜合分析，必要時(shí)進(jìn)行基底加固。具體加固措施如下：基底采用①76鋼花管注漿加固，間距1.2m，梅花形布置，加固深度為20.0m。見圖3。注漿材料——根據(jù)鉆孔揭示的隧底情況酌情采用，空洞選采用摻加速凝劑的濃漿、超細(xì)水泥漿，一般采空區(qū)破碎帶和煤巷回填體可選水泥沙漿，水泥標(biāo)號不能少于32.5。注漿配合比，注漿終壓一一水灰比一般0.5?1.0、注漿壓力一般1?2Mpa，具體可根據(jù)現(xiàn)場注漿試驗(yàn)結(jié)果適當(dāng)調(diào)整；單孔注漿結(jié)束條件：“注漿壓力逐步升高，達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并繼續(xù)10min以上，進(jìn)漿速度為開始進(jìn)漿速度的1/4；有一定的注入量，一般當(dāng)注漿量小于10L/min”即可結(jié)束，但要求隧道縱向每隔10m設(shè)檢查孔。檢查孔應(yīng)取巖心觀察漿液充填飽滿，并通過壓水檢查：在1Mpa的壓力下，觀察進(jìn)水量是否小于1L/min.m,如不合格應(yīng)補(bǔ)鉆孔注漿。根據(jù)探明的地質(zhì)情況，采空區(qū)及采煤巷道范圍內(nèi)每20m設(shè)置一道環(huán)向沉降縫，沉降縫用瀝青麻絮填充。7、 監(jiān)控量測監(jiān)控量測作為隧道施工的主要指導(dǎo)手段，必須納入施工工序當(dāng)中。我隧道施工至采空區(qū)時(shí)，監(jiān)控量測點(diǎn)進(jìn)行加密。每8m一個(gè)量測斷面，拱頂一個(gè)點(diǎn)，邊墻四個(gè)點(diǎn)，隧底中線處一個(gè)點(diǎn)。量測頻率每天3次，穩(wěn)定后每天1次。嚴(yán)密監(jiān)控隧道圍巖的變化及隧道下沉情況，及時(shí)將信息反饋。當(dāng)變化異常時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行處理。8、 襯砌及時(shí)施作襯砌，襯砌砼采用氣密性砼。根據(jù)探明的地質(zhì)情況，采空區(qū)及采煤巷道范圍內(nèi)每20m設(shè)置一道環(huán)向沉降縫，與仰拱沉降縫連成一個(gè)斷面，沉降縫用瀝青麻絮填充。三、注意事項(xiàng)1、超前地質(zhì)探測必須嚴(yán)格謹(jǐn)密，不能