破碎段施工工法

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1、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

2、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

3、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

4、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

5、别。围岩级别围岩主要定性特征围岩基本质量指标BQ或修正围岩基本质量指标[BQ]Ⅴ较软岩，岩体破碎；软岩，岩体较破碎-破碎；极破碎各类岩体，碎、裂状，松散结构≤2505.2.2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带入公式:B=0.75m；取整数则:实际止浆墙厚度为B=800mm。5.2.3、止浆墙技

6、术要求止浆墙设在距工作面10m(距塌方渣堆1m)处；自巷道底板起，外侧用钢模板(内侧用50mm厚木板)支设一道800mm厚止浆墙，高度至U型拱架顶，砼强度等级C20；外侧模板用［16槽钢作立柱，间距1.5m(同模板长度)，模数不对时，用木模拼接在一侧；立柱外用18kg钢轨作四道水平撑杆，两侧卡入U型支架柱腿，再用φ89mm*5mm钢管作斜撑加固，防止涨模。在止浆墙上留设四根φ180*8mm输送泵输送钢管作为灌浆管，中间设两根，一根呈倾斜状伸向正前踏空区顶部，一根垂直伸向止浆墙上部穿过拱顶；另两根布置在两侧，分别倾斜穿过拱顶，伸向塌空区两侧腮窝处；四

7、根灌浆管要求长度保证穿过拱架顶部不少于4m(对接3～4根泵送管)，并且端部对接450弯头，防止灌浆过程中落渣掉入管中造成堵管(详见灌浆示意图)。同时留设两根φ65mm*5mm观察钢管(带一定斜度，安放在拱架下部200～300mm处和拱顶4m以上位置)，兼做溢流功能。5.2.4、灌(充填)砼施工在距离止浆墙10m位置安装一台HBMD12/4-22S型砼输送泵和一台JS-350型滚筒搅拌机配合作业，粗骨料在地表按比例拌合好后装入1m3侧翻矿车经西风井、盲斜井、-170m斜井通道、1#施工巷运至3-2卸料硐室，再由运岩车倒运至斜坡道搅拌地点。本次灌浆分两

8、次配比作业；第一次拱顶以下采用M7.5水泥砂浆，配合比为1:5.6:0.8(水泥:砂:水)，水灰比为0.8；其主要目的为固