3#竖井工程大型硐室施工方案Word格式文档下载.docx
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黄可贤钟显赞陈志用
温州通业建设工程有限公司龙陵分公司
2015年12月
一、编制原则及依据
1.1编制原则
（1）认真贯彻执行各项建设方针和技术政策，在确保安全施工和工程质量以及合同所规定其它指标的前提下，科学合理组织施工。
（2）积极推广国内外先进技术和先进经验，优选施工方案，组织平行交叉作业，加快施工进度。
（3）提高施工机械化程度，改善工作环境和劳动条件，提高劳动生产率，缩短建井工期。
（4）合理安排资源和劳动组织，有计划、有重点地组织人力和物力，抓住施工的有利时机，确保各项经济技术指标的全面实现。
（5）强化环境保护意识，减少占地及植被破坏、防止水土流失、实施文明施工，合理安排生产及生活场地、房屋布局，搞好生活区绿化。
1.2编制依据
1.2.1、《云南永昌铅锌股份有限公司勐糯铅锌矿矿山资源持续接替工程招标文件》；
招标编号：
TRZB-2014-LL[116]
开工前施工单位与业主多次关于本工程研讨会的精神和要求。
设计单位提供的部分施工图纸和本工程现场实测资料。
1.2.2国家现行法律、法规、标准、规程、规范
《中华人民共和国安全生产法》
《中华人民共和国矿山安全法》
《中华人民共和国环境保护法》
《建设工程安全管理条例》国务院令第393号
《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2006
《爆破安全规程》GB6722-2003
《冶金矿山井巷工程测量规范》YB/T4385-2013
《矿山井巷工程施工及验收规范》GBJ213-1990
《矿山井巷安装工程质量检验评定标准》GBJ5009--1994
《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB50086-2001
《工业企业设计卫生标准》TJ36－79
《钢筋混凝土结构工程施工及验收规范》GB20204-2002
《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2002
《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
《工程建设施工企业质量管理规范》GB/T50430-2007
《能源管理体系》GB/T23331-2009
1.2.3本公司已建立的管理体系及施工条件
①本公司已通过认证的GB/T19001质量管理体系、GB/T24001环境管理体系和GB/T28001职业健康安全管理体系；
②本公司具备的施工力量、施工机械化水平、技术水平和项目管理水平；
③本公司已承包施工的类似工程并积累的相关经验；
④本公司收集到的相关资料信息及类似建设工程的经验。
二、工程及施工简介
2.1项目概况
本工程大型硐室主要是为3#竖井开拓施工服务的提升机硐室，该硐室位于500m标高18#穿附近，西经候罐硐室——配电硐室——提升机硐室，东与进车场相接；
提升机硐室掘进宽度10.8m，高11.83m，掘进长度15.3m，支护方式采用钢筋混凝土支护，支护厚度为400mm，混凝土强度标号C25。
提升机硐室及场地平面图（图2.1-1）
提升机硐室剖面图（图2.1-2）
提升机硐室平面图（图2.1-3）
2.2工程量表
表2.2-1
序
号
巷道名称
支护形式
巷道断面（㎡）
长度（m）
工程量
（m³
）
净
掘进
开拓工程
3#竖井辅助工程
1
提升机房
106.3
119.59
15.3
1829.75
钢筋砼400mm
262.74
2
提升机基础
9
210
钢筋砼
180
2.3施工简介
随着采矿业的发展和施工技术的不断提高，地下矿山对大型硐室的施工要求也越来越高。
本工法主要介绍大型硐室施工中利用上下导硐，天井溜碴，先拱后墙，锚喷网临时支护，自上而下分层开挖，最后双层钢筋混凝土永久支护的施工技术。
在以往类似工程中，本工法有效解决了在中等稳定和稳定性较差的岩层中不允许暴露面积过大和暴露时间过长的难题，在实际应用中取得了非常好的经济效益和社会效益。
三、工程特点及适用范围
3.1工程特点
3.1.1由于采用中央上、下导硐，先拱后墙，自上而下分层开挖，同时进行锚喷网临时支护，解决了在岩石破碎、地压条件复杂条件下的大型硐室施工，同时确保了施工安全。
3.1.2开挖拱部的切割槽布置在硐室的中间，出碴与支护工作量集中，施工管理方便，加快了施工速度。
3.1.3拱部采用光面爆破，边墙采用预裂爆破，能够获得良好的硐室开挖轮廓面，同时降低爆破对硐室围岩的破坏，减少超挖量，节约施工成本。
3.1.4可操作性强，工序衔接紧密，工效高。
3.2适用范围
本工法适用于非煤矿山井下大型硐室掘砌施工，如破碎硐室、提升机硐室、维修硐室等。
对于中等稳定和稳定性较差的岩层，在不允许暴露面积过大和暴露时间过长的情况下，开挖断面超过100m2的硐室时更为适用。
四、施工方法及工艺原理
井下大型硐室的开挖首先施工下导硐，利用下导硐上掘措施天井，之后施工上导硐，在硐室中间布置切割槽，先拱后墙，锚喷网临时支护，自上而下分层开挖，在开挖过程中拱部和边墙应用控制爆破技术，当整个硐室掘完，地压得到释放后，开始双层钢筋混凝土永久支护。
其核心技术原理如下：
4.1上、下导硐原理
借助辅助巷道开挖大断面硐室的方法称为导硐法。
导硐可用于硐室施工的通风、行人和运输，并有助于进一步查明硐室范围内的地质情况。
利用上下导硐，可实现天井溜碴，先掘拱后掘墙，自上而下分层开挖。
4.2控制爆破原理
为获得平整光滑的轮廓面，减少超挖量，降低硐室支护成本，在大型硐室施工过程中应用了控制爆破技术：
拱部轮廓面用光面爆破技术实现，边墙轮廓面用预裂爆破技术实现。
（1）光面爆破技术
在拱部开挖过程中，将掘进工作面先超前两茬炮的距离，然后光面层再与掘进工作面同时向前推进。
使光面层始终落后掘进面两茬炮的距离而被“预留”。
在轮廓线上布置加密的周边孔，其密集系数取0.8～1.0；
使用小直径药卷，增大不耦合系数；
降低装药系数，减少装药量，从而减弱爆破对原岩体的破坏作用。
（2）预裂爆破技术
预裂爆破首先起爆周边眼，在其他炮眼未爆破之前先沿着开挖轮廓线预裂爆破出一条用以反射爆破地震应力波的裂缝。
由于这个预裂面的存在，对后爆的掏槽眼、辅助眼的爆轰波能起反射和缓冲作用，减轻爆轰波对围岩的破坏影响，保持岩体的完整性，使爆破后的开挖面整齐规则。
预裂炮孔布置在边墙轮廓线上，其密集系数取1；
与光面爆破相比，可适当增大装药量。
4.3锚喷网技术原理
首先对荒面采用素喷封闭（厚度为30mm），减少风化冒落，然后安装锚杆和编铺金属网，最后再一次喷射混凝上成巷（厚度为70mm）。
能够快速地提供连续的支撑力，改变围岩的受力状态，阻止变形的发展，避免围岩的松散和脱落。
锚喷网能够保持和提高岩体的抗剪强度，从而充分发挥围岩的作用。
锚喷网良好的封闭性，大大降低了潮湿空气及地下水对岩体的侵蚀和由此伴生的潮解、膨胀和矿物变质，有利于保持岩体的固有强度。
五、工艺流程及操作要点
5.1工艺流程
5.2操作要点
5.2.1测量放线
测量放线是大型硐室施工过程中最为精确的一道工序，贯穿大型硐室施工的整个过程，对大型硐室的成功开挖起着决定性的作用。
（1）首先给出下导硐的中心线和腰线，当下导硐掘完后，标定措施天井的中心点和井底轮廓线。
（2）措施天井掘完后，给出上导硐的中心线和腰线，当上导硐掘完后，给出切割槽的开口中心线。
（3）在混凝土浇灌前，首先由测量工程师对大型硐室联道的导线控制点进行复核、检查，确认无误后，引支导线点至硐室底板，必须保证控制点牢靠不松动，必要时可用水泥进行浇灌，然后根据该控制点来标定施工方位线，在方位线上选定几个特征点摆站，后视该支导线点，然后转90°
角在两边墙标定横向控制线（两横向控制线的距离不得大于10m）及硐室腰线，其标定线以能满足施工要求为准。
（4）用全站仪采用测回法观测，一个测回，一次对中，长度测量互差不得大于边长的1/3000，导线最大相对闭合差不超过1/3000。
巷道开口和中心线用经纬仪标定,腰线用水准仪标定。
5.2.2施工下部导硐
在大型硐室底部偏右施工下部导硐，其底板为硐室底板，其长度为硐室总长，宽×
高=3m×
3m。
岩碴由装岩机装至0.75t矿车，由3T电机车拉至2#竖井车场再提升至井口渣场。
下部导硐施工参见图5.2-1中的1。
5.2.3上掘措施天井
在下部导硐的两端和中间部位同时施工三条措施天井，天井的长×
宽=2m×
2m，高度从下部导硐的顶板到上部导硐的顶板。
措施天井从下部导硐的边帮处开口，一方面确保了下部导硐人员通行的安全，另一方面当上部岩碴从措施天井溜下来时不至于将下部导硐堵死。
两端的天井作为通风、行人用，中间的天井用于溜放上部岩碴。
措施天井施工参见图5.2-1中的2。
5.2.4施工上部导硐
以三条措施天井的井筒中心连线作为上部导硐的中心线方向，以硐室起拱水平向下1m作为上部导硐的底板标高，施工上部导硐。
上部导硐长度与大型硐室长度相同，宽×
高=2m×
2m。
人工扒碴，岩碴经措施天井溜到下部导硐，由装岩机装至0.75t矿车，由3T电机车拉至2#竖井车场再提升至井口渣场。
上部导硐施工参见图5.2-1中
的3。
5.2.5施工拱部切割槽
开挖拱部的切割槽布置在硐室的中间，在硐室中间的措施天井处施工，垂直硐室中轴线，宽3m，长度与硐室的宽度相同，高度直至硐室设计的荒断面，随硐室拱弧变化而变化。
拱部切割槽施工参见图5.2-1中的4。
5.2.6开挖拱部
利用施工好的拱部切割槽，从中间向硐室两端推进。
开挖拱部时应用光面爆破技术，将掘进工作面先超前两茬炮的距离，然后光面层再与掘进工作面同时向前推进。
光面层厚度可取700mm，周边孔密集系数取0.8～1.0。
大曲率半径的拱部周边孔距取600mm；
在拱脚小曲率半径处周边孔距取500mm。
拱部开挖参见图5.2-1中的5、6和图5.2-2。
5.2.7锚喷网临时支护
由于卷扬机硐室断面较大，根据以往经验和本工程特点，岩石大致都为炭性片状强风化千枚岩，稳定性较差，顶板以及两帮来压严重，在施工过程中可能遇此破碎岩层，随着拱部的全断面开挖，每4m进行一次锚喷网支护，喷射混凝土采用湿喷。
喷砼前清除危岩、浮石，并用水冲洗岩面。
首先喷射一层30mm厚的混凝土，之后施工锚杆并挂网，最后再喷一层70mm厚的混凝土，喷后进行洒水养护。
锚杆支护：
树脂圆钢锚杆Ф30长2.5m或管缝式锚杆Ф45长2m间排距500*500；
金属网支护：
Ф6圆钢网孔距100*100金属网；
喷射砼支护：
水泥选用普通硅酸岩325#水泥，石子选用粒径5～10mm的石灰岩碎石，砂子选用中砂，速凝剂选用782型粉状速凝剂，配合比为水泥:
砂:
石子=1:
2:
2，水灰比为0.45，速凝剂掺量为水泥用量的6%。
混凝土强度等级不低于C20。
5.2.8分层开挖墙部
当拱部锚喷网临时支护结束后，从上而下依次进行墙部各分层的开挖与临时支护。
墙部7、8的开挖首先利用硐室中间的措施天井，开挖宽3m的沟槽，其长度与硐室宽度相同，沟槽形成后，向硐室两侧推进，直至大型硐室的两端。
墙部9、10、11、12的开挖与墙部7、8相同。
墙部的开挖采用预裂爆破，预裂炮孔布置在边墙轮廓线上，其密集系数取1，与光面爆破相比可适当增大装药量。
临时支护采用锚喷支护，锚喷支护参数与锚喷网支护中的锚喷参数相同。
墙部7、8和9、10由人工扒碴，岩碴经措施天井溜到下部导硐，由装岩机装至0.75t矿车，墙部11、12的岩碴直接由装岩机装至0.75t矿车，由3T电机车拉至2#竖井车场再提升至井口渣场。
分层开挖墙部施工参见图5.2-1中的7～12。
5.2.9钢筋混凝土永久支护
当大型硐室开挖与锚喷网（墙部为锚喷）结束后，地压得到释放，此时开始进行双层钢筋混凝土永久支护。
先墙后拱，分层分段浇筑，其工艺流程如下：
施工准备→测量放线→断面检查→清基及欠挖处理→绑扎钢筋→基础砼浇筑→脚手架搭设→预埋件固定→立模板→自检→监理检查→浇筑混凝土。
模板选用3015组合钢模板，主钢筋选用Φ18mm螺纹钢，副筋选用Φ14mm螺纹钢。
混凝土强度等级为C25，选用325#普通硅酸盐水泥，砂为中砂，石子选用15mm～40mm的碎石，配合比为水泥:
石子＝1:
1.26:
2.68，水灰比为0.4。
混凝土浇筑过程中，用插入式振捣器捣固，振动棒插入混凝土50～100mm，每次移动400mm左右，振动时间20～30s，下插快、上拔慢，防止留有插孔痕迹，不得触及模板和预埋件。
六、材料与设备
6.1主要施工材料
主要施工材料见表6.1-1。
主要施工材料一览表表6.1-1
序号
使用用途
材料名称
规格型号
备注
爆破材料
乳化炸药
Φ32mm×
200mm
Φ25mm×
用于光面爆破
导爆索
非电塑料导爆管
半秒
电雷管
毫秒
用于起爆
工作平台
脚手架
Φ40mm钢管
3
锚喷支护
水泥
325#普通硅酸盐
混凝土等级C20
粗骨料
5～10mm碎石
细骨料
中砂
锚杆
2.5m长管缝锚杆
钢筋
Φ6mm3号钢
速凝剂
782型粉状
4
钢筋混凝土支护
主筋
Φ18mm螺纹钢
副筋
Φ14mm螺纹钢
混凝土等级C25
15～40mm碎石
组合钢模
3015
6.2主要施工设备
主要施工设备见表6.2-1。
主要施工设备一览表表6.2-1
设备名称
规格、型号
数量
气腿式凿岩机
YT-29
3台工作，1台备用
电容式起爆器
用于起爆电雷管
铲装机
ZD30
1台工作，1台备用
矿车
0.75V型
20
5
电机车
3T
6
局扇
11KW
用于局部通风
7
混凝土湿喷机
HSP-6
用于锚喷支护
8
混凝土搅拌站
JS350
用于钢筋混凝土支护
混凝土输送机
HBMD12/4-22S
10
插入振捣器
50HZ
11
钢筋切断机
GQ40
12
钢筋弯曲机
13
电焊机
BX-300
14
全站仪
拓扑康2秒机
用于测量导线点
15
经纬仪
TDJ2
巷道开口和中心线测量
16
水准仪
FA-32
巷道腰线测量
17
激光指向仪
JDY-1
用于巷道对中
七、质量控制
7.1质量标准
7.1.1大型硐室的施工及验收执行《矿山井巷工程施工及验收规范》（GBJ213-90），其允许偏差按表7.1-1执行。
大型硐室允许偏差项目表表7.1-1
项目
允许偏差（mm）
检查频率
检测方法
硐室中心线
0～20
每5m一次
经纬仪、钢卷尺
硐室底板标高
-50～+50
水准仪、钢卷尺
硐室净宽半径
0～50（砌璇）
钢卷尺
硐室净高
-30～+50（砌璇）
7.1.2锚喷网支护施工执行《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50086-2001）。
7.1.3钢筋混凝土支护施工及验收执行《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）和《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002）。
7.2质量保证措施
7.2.1各类工程物资应在确定合格的分供方厂家中进行采购。
所采购的材料、设备必须有出厂合格证、材质证明和使用说明书。
材料进货要对材料质量、规格、性能及服务进行多方面的考察或试验后确定。
7.2.2建立本项目工程质量责任制，在公司技术质量部指导下负责各项质量管理工作。
7.2.3严格执行设计标准和本工程招标文件所规定的施工技术标准，确保施工图设计、施工组织设计的有效实施。
7.2.4定期召开施工调度、质量分析会议，负责质量整改措施和纠正措施的实施，抓好施工过程控制，使施工质量在受控状态下进行。
7.2.5大型硐室拱部光面爆破的炮孔和墙部预裂爆破的炮孔严格按照设计布置，并用油漆画点；
药卷与导爆索、竹竿绑扎牢固，间隔装药，药卷均匀分布。
7.2.6混凝土支护模板严格按方案进行安装，浇筑混凝土前应组织对模板及其支架进行验收，确保其具有足够的承载力、刚度和稳定性，能可靠地承受浇筑混凝土的侧压力及施工荷载。
7.2.7浇筑混凝土时，应安排专人对模板及支架进行跟踪检查，及时处理支架和模板的变形，避免胀模（变形）、跑模（位移）甚至坍塌情况的发生。
八、安全措施
8.1坚决贯彻“安全第一、预防为主”的方针，以防为主，防管结合，专职管理和群众管理相结合，做到精心组织、文明施工，杜绝死亡、重伤和一级非伤亡事故。
8.2公司总经理是安全管理的最高管理者，生产副总经理作为最高管理者代表，部署项目部安全管理工作和任命安全管理专职人员。
8.3项目部建立了完善的施工安全保证体系，明确了各级人员的安全责任。
8.4贯彻落实安全生产、安全例会等规章制度，做好技术交底，详细安全操作规程，加强三级安全教育。
8.5特殊工种持证上岗，各工种掌握本工种安全操作规程。
8.6根据《矿山安全标志》（GB14161－2008），施工现场设立安全警示标识。
8.7井下施工严格执行《金属非金属矿山安全规程》（GBl6423-2006）。
8.8爆破作业与爆炸物品管理严格执行《爆破安全规程》（GB6722-2003）。
8.9电雷管联接线不应与金属管物接触，不应靠近电缆、电线、信号线、铁轨等。
8.10井下工作面所用炸药、雷管应分别存放在加锁的专用爆破器材箱内，每次起爆时将爆破器材箱放置于警戒线以外的安全地点。
8.11在危险区边界设置明显标志，派出岗哨，发布“预警信号”、“起爆信号”和“解除警报信号”。
8.12高处作业必须佩带安全带，防止高出坠落。
8.13优先采用有利于防止职业病和保护劳动者健康安全的新技术、新工艺、新材料，逐步替代危害员工健康安全的技术、工艺、材料及设备设施。
8.14为所有员工参加工伤社会保险，为员工缴纳保险费。
九、效益分析
10.1本工法的成功应用，解决了在围岩破碎、复杂地质条件下施工大型硐室的技术难题，为井下大型硐室施工工艺的发展提供了依据。
10.2光面爆破和预裂爆破技术的应用大大减少了超挖量，节约了炸药、运输、提升、支护成本。
10.3光面爆破、预裂爆破技术和锚喷网技术的联合应用，确保了施工安全，杜绝了事故的发生。
10.4通过平行施工措施天井，在硐室中间布置切割槽，出碴与支护工作量集中，加快了施工速度，缩短了大型硐室施工总工期。
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