毕业设计回风立井地面预注浆施工组织设计.docx
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毕业设计回风立井地面预注浆施工组织设计
晋煤集团寺河矿常店回风立井
地面预注浆施工组织设计
第一章工程概况
第一节工程地点
山西晋煤集团泽州天安恒源煤业有限公司井田位于晋城市泽州县巴公镇西北侧约1km处，西寺庄村～李村一带，行政区划隶属泽州县巴公镇管辖，隶属山西晋煤集团。
第二节工程技术特征
1、主斜井长度1143m（躲避硐28m），倾角15°，主斜井表土段40m，净断面20.1m2，掘进断面28.2m2,净宽5600mm,净高4200mm，壁厚450mm，基础深度500mm，钢筋混凝土支护，砼等级C30。
基岩段1075m，净断面20.1m2，掘进断面23.0m2,净宽5600mm,净高4200mm，壁厚150mm，基础深度200mm，锚网喷+锚索联合支护，喷砼等级C25。
（附井筒地面预注浆平、剖面图）
2、回风立井井筒技术特征
工程量及技术特征表
名称
工程量（m）
位置
（m）
净径
（净高/净宽）
壁厚
（mm）
支护形式
支护
强度
备注
锁口
11
0~11
Φ6.5m
450
表土钢筋段
30
11`41
Φ6.5m
450
钢筋混凝土
C35
基岩普通段1
229
41~270
Φ6.5m
450
素混凝土
C40
基岩钢筋段2
18
270~288
Φ6.5m
450
钢筋混凝土
C40
基岩普通段1
7
288~295
Φ6.5m
450
素混凝土
C40
休息硐室
2.35
350
C40
安全出口
第三节地质及水文地质
根据招标文件提供的资料，井筒穿过的地层自上而下依次为：
第四系（Q）：
层厚22.8m，岩性为亚粘性土。
二叠系石盒子组（P1X）：
层厚280.35m，岩性主要为灰色、灰白色、浅灰色砂岩，灰色、浅灰色泥岩。
二叠系山西组（P1S）：
层厚52.53m，岩性主要为灰-灰黑色砂岩、泥岩互层，内含3号煤层，煤层厚6.19m，局部植物化石含量丰富，为重要的含煤地层。
二叠系太原组（C3t）：
层厚55.0m，岩性主要为灰色、浅灰色、灰黑色砂岩互层，内含4号煤层，煤层厚度为0.8m。
表土地层裂隙发育大，裂隙可达到2.~30cm.
根据山西省晋城无烟煤矿业集团有限责任公司寺河矿东井区盘区接替工程图纸S1001—118.6—7说明三：
表土段及基岩分化段采用地面预注浆防治水措施。
第二章施工前准备工作
第一节技术准备
组织技术人员与管理人员勘测现场，认真审阅施工图纸，学习技术规范，组织图纸会审，并在此基础上编制各分部、分项工程施工作业指导书，准备好各种技术资料和表格，开工前做好各项技术交底和各项培训，组织测量人员做好测量工作，完成实测定位。
第二节材料、机具、设备准备
1、根据施工进度计划编制各种材料、设备、工器具供应计划，并落实材料设备工器具的进场与保管。
2、落实各种材料的货源及采购，特别是钢材、木材、水泥及砂石等用量大的材料，并做好材料检测实验工作。
3、对于进场后立即开展的施工项目，其设备工器具及各种材料均要提前做好充分准备。
第三节施工人员准备
根据施工需要，在进场前根据施工阶段不同，做出详细的施工人员需求计划，并将不同施工阶段的各工种需求计划报公司人力资源部，以便能及时调配、补充施工人员。
第四节“四通一平”工作
1、交通运输
在现有的工业广场基础上投入部分人力和机械台班对广场布置进行调整以满足施工需要。
2、供水
在建设方提供的水源点的基础上，根据需要敷设供水管路，保障施工和生活用水。
3、供电
建设方提供10KV电源，施工单位地面设变电所，由变电所供回风立井施工用电。
4、通讯
施工单位自配移动电话随时保持与各个相关单位及外部的联系。
第五节大临工程设施
根据工程施工的需要，在人员迅速到位，争抢工期的目标下，职工宿舍、仓库、职工浴室、机械加工房及各种车房等生产、生活设施需要建设。
（附表）
第六节材料设备进场计划
施工人员进场2天后，开始依次购买水泥等原材料，并根据施工所需设备，陆续进场，立即按图纸要求布置及浇筑各类设备基础，以保证设备如期安装到位。
附表一回风立井临时设施一览表
序号
工程名称
面积（m2）
结构
备注
1
绞车房
210
彩钢
2
压风机房及灯房
75
彩钢
3
机修间
45
彩钢
4
变电所
80
彩钢
5
食堂
60
彩钢
6
澡堂及更衣室
60
彩钢
7
仓库
70
彩钢
8
会议室
45
彩钢
9
办公室
45
彩钢
10
职工宿舍
900
彩钢
第三章施工方案
第一节注浆深度及段高划分：
根据寺河煤矿常店会立风井检查钻研孔柱状图资料，将注浆深度确定为46.7m，注浆分为两段，一段为0.00—19.1m段，即先注表土卵石、粘土段，二段为19.1—46.7m段，即后注基岩风化段，第二段注浆时将重新从止浆垫上打注浆眼，也是对上段注浆的复钻。
风硐钻孔布置为全段注浆，注浆深度18m。
1.1、注浆材料的选择：
根据地面预注浆的成功经验，本次注浆堵水材料选用425#水泥浆液、BR-CE型浆液两种主材进行注浆。
BR-CE型浆液的掺入量为水泥的10~12%。
根据凝胶时间可加入1`2%的专用粉。
1.2、注浆参数的确定：
1.2.1、注浆孔位的确定：
注浆采用双圈三花布置，两圈间距为2.25m，外圈每孔间距为1.5m，内圈钻孔间距1.8m，为保证两相邻孔之间形成一定厚度的注浆壁，在考虑到两段注浆之间的渗透关系，卵石层段浆液扩散半径确定为1.8~1.6m，二段浆液扩散半径确定为1.5~1.4m，注浆孔位以井筒中心为圆心，内圈半径为：
6.25m，外圈半径为8.5m的两圈孔与风道相闭合的两周，孔采用三花布置。
详见注浆孔位布置图。
1.2.2、井筒单孔浆液注入量
一段外圈Q=λπR2H1ηB/m
式中λ—浆液消耗系数为1.5
R—注浆孔中心为基点的浆液有效扩散半径R=1.8m
H1—注浆高度H1=19.1m
η—地层平均裂隙η=0.2
B—浆液填充系数B=0.90
m—浆液结石率m=0.75
Q=70m3
一段内圈Q=λπR2H1ηB/m
式中λ—浆液消耗系数为1.5
R—注浆孔中心为基点的浆液有效扩散半径R=1.6m
H1—注浆高度H1=19.1m
η—地层平均裂隙η=0.2
B—浆液填充系数B=0.90
m—浆液结石率m=0.75
Q=55.3m3
二段外圈Q=λπR2H1ηB/m
式中λ—浆液消耗系数为1.5
R—注浆孔中心为基点的浆液有效扩散半径R=1.5m
H1—注浆高度H1=27.6m
η—地层平均裂隙η=0.03
B—浆液填充系数B=0.90
m—浆液结石率m=0.65
Q=12.15m3
二段内圈Q=λπR2H1ηB/m
式中λ—浆液消耗系数为1.5
R—注浆孔中心为基点的浆液有效扩散半径R=1.4m
H1—注浆高度H1=27.6m
η—地层平均裂隙η=0.03
B—浆液填充系数B=0.90
m—浆液结石率m=0.65
Q=10.6m3
2.3.3风道单孔浆液注入量
内圈Q=λπR2H1ηB/m
式中λ—浆液消耗系数为1.5
R—注浆孔中心为基点的浆液有效扩散半径R=1.4m
H1—注浆高度H1=18m
η—地层平均裂隙η=0.2
B—浆液填充系数B=0.90
m—浆液结石率m=0.75
Q=40m3
外圈Q=λπR2H1ηB/m
式中λ—浆液消耗系数为1.5
R—注浆孔中心为基点的浆液有效扩散半径R=1.8m
H1—注浆高度H1=18m
η—地层平均裂隙η=0.2
B—浆液填充系数B=0.90
m—浆液结石率m=0.75
Q=66m3
1.2.3、注浆孔数：
1）注浆孔数
注浆孔数的确定与岩石裂隙的大小、发育程度、井筒断面、注浆泵的能力、注浆的种类等因数有关。
通常用下式确定：
①内圈布孔：
N=π（D+2A）/L≈22（孔）
N-注浆孔数D-井筒荒径取9.7m
A-注浆孔至荒径距离取1.4mL-注浆孔间距（弧长）取1.8m
②外圈布孔：
N=π（D+2A）/L≈36（孔）
N-注浆孔数D-井筒净径取9.7m
A-注浆孔至井筒荒径距离取3.6mmL-注浆孔间距（弧长）取1.5m
风硐钻孔计算同上
井筒注浆孔数为外圈36个，内圈为22个；风道注浆孔数为外圈24个，内圈34个，共计116个。
第二节注浆施工顺序及注浆方式
2.1、注浆施工顺序：
2.1.1、施工止浆垫：
为防止地面跑浆，沿井筒围幕中心线浇灌一个止浆垫，规格为厚度0.5m、宽度为5m，在风道的三个方向上施工止浆垫，规格为厚度0.5m.宽度为4m.素混凝土浇灌，水泥采用425#高标号水泥，其围幕中心位置见附图，并在浇灌混凝土时固结孔口管，以便保护孔口和起导向作用.开口适用120mm钻头，钻进2.7m,孔口管采用φ108mm钢管，预埋管长3m（露出地面300mm）。
混凝土方量为261m³，止浆垫强度C30.
2.1.2、搭设移动式打钻孔操作台及施工临时库房、值班室、注浆站等。
移动式打钻操作平台共2个用20#槽钢做成矩形架，固定在止浆垫上，上面辅设方木，长2.0m，宽2.0m，厚0.5m。
2.1.3、一段注浆孔的钻进：
a、按设计孔位安装钻机，将钻机安平稳，使立轴垂直对准中心；
b、使用筒状φ90mm合金钻头，φ1寸钻杆作为注浆管，清水钻进，遇卵石层时应轻压慢转，防止钻孔偏斜；
c、钻至基岩19.1m后，然后用水泥—BR-CE浆液固结；
2.1.4、一段注浆孔封阻及一段注浆孔的注浆
按冲管→压水→注浆→清洗注浆机、输浆管的程序进行注浆。
a、冲管：
为保证浆液顺利通过花孔进行渗透，应把注浆管内的泥砂冲洗干净。
冲洗方法是把直径30—35mm的钢管及橡胶软管与水泵相接，边冲水边将冲管慢慢插入注浆管，使注浆管内的泥砂随水流出，一直到回水澄清为止。
当冲洗到底部时，可适当提高水压，将泥砂冲洗干净。
b、压水：
当孔口止浆装置安设好以后，应用注浆机具压注清水10分钟左右。
压水目的：
一是检查止浆效果；二是冲洗砂层中的泥质物；三是了解砂层的渗透情况，以便调节浆液配方和注浆量，选定注浆压力等。
若砂层中含泥量较大，影响注浆效果时，可延长压水时间，提高砂层渗透能力。
压水时的流量应从小到大。
c、注浆：
按设计规定的注浆流量、压力和注浆量进行注浆。
注浆过程中要经常观测并记录压力和流量，随时掌握变化情况。
一般用孔口压力表示注浆压力，用浮标法或流量计测定注浆流量。
当工作压力达到3MPa后停止当前钻孔注浆，准备下一个钻孔注浆。
d、清洗注浆机、输浆管：
注浆工作结束后，将输浆管从注浆管上下掉，用泵继续压水清洗管路和注浆泵，直至出水澄清为止，然后检修注浆机具，为下次注浆做好准备。
2.1.5、二段注浆孔的钻进
二段注浆孔的钻孔工作在一段注浆完成后进行，并保证一段注浆液终凝后，二段注浆钻孔在进行卵石层打钻时作为一段注浆效果的检查孔。
2.1.6、二段注浆孔的注浆
其注浆方法与一段注浆孔注浆一样。
2.2、注浆方式：
注浆方式采用压入式注浆。
2.3、注浆压力
井筒地面预注浆压力控制在2.5MP~3MP
第三节、施工组织
3.1、施工工期、作业方式：
施工工期预计为72天、作业采用三班作业值。
3.2、施工人员组成：
升级会员 