采空区施工设计方案.docx

1、采空区施工设计方案大柳塔至石马川一级公路府谷境内宝山煤矿小伙盘段采空区治理工程施工组织设计山西冶金岩土工程勘察总公司二一五年七月工程名称：大柳塔至石马川一级公路府谷境内 宝山煤矿小伙盘段采空区治理工程 设计单位：山西冶金岩土工程勘察总公司总 经 理：师建国总工程师：经 明编制单位：山西冶金岩土工程勘察总公司第二分公司经 理：李东项目经理：项目总工：设计编写：审 核：第一篇 总体施工组织布置及规划1.1 编制依据1.2 工程概况1.3 总体施工组织布置及规划 第二篇 主要工程项目的施工方案、施工方法与技术措施2.1主要技术措施2.2灌浆成孔施工方案2.3注浆施工工艺及方法第三篇 工期保证体系及保

2、证措施3.1 工期保证体系3.2确保工期的措施第四篇 工程质量管理体系及保证措施4.1工程质量管理体系4.2确保工程质量的措施第五篇 安全生产管理体系及保证措施5.1安全生产管理体系5.2安全生产保证措施第六篇 环境保护、水土保持保证体系及保证措施6.1施工环保目标6.2环境保护、水土保持体系6.3保证措施第七篇 文明施工、文物保护保证体系及保证措施7.1文明施工体系及措施7.2文物保护体系及措施第八篇 项目风险预测与防范8.1 防洪度汛措施8.2 防火灾措施8.3预防疾病传播的措施8.4责任期限内的维护方案第九篇 其他应说明的事项9.1施工加强质量监控承诺9.2农民工工资保证金的缴纳与使用的

3、承诺9.3廉政建设措施9.4紧急处理措施9.5雨季的施工措施附表一 施工总体计划表附表二 分项工程进度率计划表附表三 工程管理曲线附表四 分项工程生产率和施工周期表附表五 施工总平面图附表六 劳动力计划表附表七 合同用款估算表第一篇 总体施工组织布置及规划1.1 编制依据1.1.1国家和交通部有关标准、规范和验收标准；1.1.2大柳塔至石马川一级公路府谷境内宝山煤矿小伙盘段采空区治理工程招标文件；1.1.3 注浆技术规程 （YSJ211-92 和 YBJ44-92）；1.1.4公路环境保护设计规范（JTJ/T 006-98）；1.1.5设计文件，包括设计图纸、资料等；1.1.6 现场踏勘调查所

4、了解的有关情况和通过调查掌握的有关资料及信息；1.1.7 类似工程施工经验及我单位设备、物资资源和经济技术实力等综合施工能力；1.2 工程概况宝山煤矿小伙盘段采空塌陷区治理工程设一个标段，对受煤矿采空区影响的大石一级公路部分段落拟采用填充注浆、注砂治理方案，即在地面上打孔，通过注浆泵、注浆管道、孔口管和孔口装置将水泥、水、粉煤灰、中粗砂及外加剂（速凝剂）组成的浆液注入采空区及上覆岩体裂缝中，浆液经固化，胶结岩层裂缝带，同时采空区内的浆液形成结石体对其上覆岩层形成支撑作用，阻止上覆岩层进一步塌陷冒落，保证路基的稳定。起讫桩号为K31+220-K32+400、K32+600-K33+200，全长1

5、780米，总概算价：68272113元。1.3 总体施工组织布置及规划1.5.1 施工组织机构项目部负责该项工程的施工管理，确保工期、优质、安全完成。项目部设工程部、安质部、机物部、计财部、试验室、综合办公室，下设采空区处治施工队，负责管段内采空区钻孔、原材料进购、注浆等工作。1.3.2 施工准备工作1、技术准备在施工之前用全站仪进行线路导线复测。本标段测量方法采用：水准复测与线路贯通一同施测，平面控制采用导线控制；高程采用三角高程控制。熟悉施工图纸、施工规范、检验评定标准。施工用水已经进行检测合格。测量人员进行孔位放样，为钻孔作好准备。2、现场准备施工现场要求达到“三通一平一清”，即水通、电

6、通、道路通，路堤段台阶明显，场地需平整。（1）、林木砍伐砍伐或移植扩建用地范围内的树木、灌木丛、农作物等，对于路堑石质地段，清出表面的植被和浮土并及时运至指定弃土场。（2）、征地拆迁根据路线红线范围及临时征地范围，组织人员进行征地拆迁工作。征地拆迁是前期准备工作的重点之一，是保证施工能展开的先决条件。（3）、场地平整用机械清除原地面表土及杂物并挖填成整成平地，作为钻机及注浆用工作平台。（4）、施工便道的修筑拟修建碎石路面便道，并每隔200m设会车平台一处。路面采用20cm厚泥结碎石或石碴。施工期间专门成立便道维护小组，配备专用的机械，进行日常便道的维护工作，防止因便道问题而影响工程进度。（5）

7、、施工用电就近架设高压电线至施工现场。（6）、施工用水为了保证施工用水，在注浆区修建两个蓄水池（1个不小于60m3、1个不小于15m3）并设置3台抽水泵从采空区所在的周边水源地抽水至蓄水池。3、工期安排本工程计划开工日期：2015年7月28日（暂定）,具体开工时间以业主下达的开工令为准；本工程计划交工日期：2015年9月30日(暂定)；计划工期：65天。4、劳动力组织、施工机械设备及主要材料供应（1）、人员准备如果我单位中标，我们将立即组织技术人员进行技术交底会议，详细复核图纸及对现场的详细调查，掌握本合同段的主要工程量、地质情况以及施工采用的主要原材料，同时对拟投入到本工程的施工队伍进行广泛

8、动员。将分俩次调遣施工队伍进场；第一次项目部管理人员在接到中标通知书后3天内进场。完成施工调查、现场交接桩、平整施工场地，修建项目部临时设施等施工准备工作。（2）、机械、材料准备主要施工机械设备如钻机、注浆泵、拌和机等机械、设备可由公司直接运往工地。施工材料由第一批项目人员指定详细的工程材料需求计划表，就近采购，并在较短时间内完成开工材料的储备工作。除业主指定的材料外，对工程用的其他材料联系和当地供货商签定合同，汽车运至现场。采空区主要施工机械设备见下表。采空区主要施工机械设备表机械名称规格型号额定功率(kw)或容量(m3)吨位单位数量备注钻机XY-100台12注浆泵BW200-40套12拌和

9、机15m3/h台10挖掘机PC200-6114kw/1.0m3台1装载机ZL50117.7kw/3.0 m3台2自卸汽车CN3260SIF15t台8CQ3141G10、5t台5测斜仪鲍林科夫台2宾得全站仪R322台1第二篇 主要工程项目的施工方案、施工方法及技术措施大柳塔至石马川一级公路府谷境内宝山煤矿小伙盘段采空区治理工程，治理方案采用全充填压力注浆法治理方案，钻孔深度约56257m，设计注浆量约为137106.8m3。2.1主要技术措施2.1.1 采空区治理1、采空区治理方案的选择根据招标文件提供的资料分析，经综合比较，本治理工程可采用全充填压力注浆法治理方案。用钻机在地表打孔后，通过注浆

10、泵、注浆管，将水泥粉煤灰浆注入采空区及其上覆岩体裂隙中，浆液经过固化，胶结岩层裂隙带，同时采空区的浆液形成的结石体对其上覆岩层形成支撑作用，保证路基及边坡的稳定。在路基的左侧设计抗变形桩，以消除处理区以外采空区沉陷变形对路基的影响.根据云南省交通运输厅审查意见，挖方边坡及外侧采空区不做处治加固设计。边坡按原设计方法防护。2、采空区治理范围的确定 采空区治理范围包括大柳塔至石马川一级公路府谷境内宝山煤矿小伙盘段采空区。3、灌浆加固施工 1)、灌浆孔的施工采空区灌浆孔的施工深度为开孔至采空区底板以下1.5m，孔径75mm。（1） 帷幕孔布设为了防止在压力注浆过程中浆液的四处蔓延，为此设计了帷幕孔。

11、帷幕孔布在处理区周边，孔距4m。（2） 注浆孔布设注浆孔在帷幕孔范围内按68m左右间距按梅花形布设，在采空区或采掘巷道密集、地面变形严重段按小值布设，采掘巷道稀疏、变形轻微段按大值布设。（3）外缘注浆施工时，先注帷幕孔，形成帷幕，防止浆液流失。2) 浆液配合比设计注浆液为水泥粉煤灰浆，其水固比为1:1.41:1.0，水泥占固相的50%，粉煤灰占固相的50%，帷幕孔根据具体情况，采用较稠的浆液或在浆液中掺加水泥重量的2%速凝剂，使注入采空区的浆液尽快凝固，以形成帷幕，防止浆液流失。3)、采空区注浆量根据招标文件，该工程采空区注浆量约137106.8m3。4)、注浆工程量 （1）帷幕孔和注浆孔钻探

12、总进尺约56257.3m，（2）浆液材料：注浆量约137106.8m3 , 水：89925.4m3，水泥55141.9t，粉煤灰55141.9t，速凝剂1.73t。5)、主要施工工艺及技术要求（1）工艺流程为：定点成孔下注浆管灌浆（备料、拌制浆液）终止灌浆。（2）成孔设备为XY100型工程钻机，孔位误差小于0.5m，特殊情况可在1.0m范围内调整，钻孔口径75mm。（3）做好钻探原始记录和岩芯编录工作；在钻孔施工过程中，如发现漏水、掉钻、埋钻等现象要详细纪录其深度、层位和耗水量。（4）钻好孔后即下PVC注浆管，直径20mm，管壁四周预先钻好小孔。小孔间距10cm，呈梅花状排列。（5）注浆材料及

13、质量要求：a.注浆材料是由水、水泥、粉煤灰、速凝剂等组成。b.施工拌制用水符合混凝土拌合用水标准。c.水泥为符合国家32.5#矿渣硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。d.粉煤灰质量符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰（GB1596）国家级标准。e. 速凝剂可选用HZ型复合早强剂或水玻璃等。（6）注浆系统 由料场、搅拌池（机）、注浆泵、管道运输、封孔装置等组成，注浆泵采用BW200-40型或BW150型高压注浆泵，其最大工作压力分别可达4MPa、7MPa。（7）浆液配比：水泥、粉煤灰浆液水固比1：1.41:1.0水泥占固相的50%，粉煤灰占固相的50%，帷幕孔中加水泥重量2%的速凝剂。（8） 浆液每次搅拌时间

14、不得小于3分钟。（9） 单孔注浆结束标准：泵压逐渐升高，当泵量小于10L/min时，孔口压力在1.01.5MPa之间，稳定1015min，可结束该孔的灌浆施工。6)、注意事项（1）正式注浆前，先试注并检验注浆效果。并相应调整注浆作业参数、操作步骤等以确保注浆参数的有效性及加固效果的可靠性。（2）先将外围帷幕注浆钻孔完成，形成外围封闭屏障，以防浆液外泄。内部注浆时宜隔行跳孔进行。7)、注浆加固效果检验在注浆加固施工结束后，待水泥浆达到凝固期，采用钻孔抽芯法，取样试验配以孔内物探检验，检查孔数量为施工孔的23，检查孔一般布置在地基沉降量最大部位或在处理施工中出现问题的部位。具体按以下方式进行：（1

15、）通过钻探取芯，以及物探（高密度电法）对采空区的充填率或厚度作出评价；（2）通过对芯样的观测及测试、评价采空区及塌陷区密实度及强度指标，充填体强度应0.2MPa。（3）检验时间一般应在施工结束28天后进行，必要时可考虑适当提前。（4）经检验未达到预期效果时，应补充加密注浆，达到满意的效果为止。2.2 灌浆成孔施工方案在灌浆管沉入钻孔之后，开始用压力1Mpa压力从孔底压出浆液，接着注浆压力宜为0.3-0.5Mpa，使浆液逐渐上冒，直至浆液泛出孔口停止注浆。灌浆管在灌注过程中，一般要埋入水泥浆中23米，以保证桩体的质量。在注浆结束后立即拔管，每拔1m必须补浆一次，直至拔出为止。拔管后按质检要求在顶

16、部取混凝土制成试块，然后填补桩面混凝土至设计标高。为防止出现穿孔和浆液大量流失，采用跳两孔施工、间歇施工和增加速凝剂掺量的方法。灌浆技术参数：水灰比 w/c0405灌浆压力 P0305MPa减水剂掺量 04 （3%）中砂 30%碎石 粒径1025mm2.3.1注浆系统配置 1、注浆系统构成注浆系统由：料场、一级搅拌池（机）、二级搅拌池（机）、供水系统、注浆泵、注浆管道、封孔装置等组成。 2、注浆系统配置要求料场：堆放材料的料场场地要平整，运料车辆能正常通行，且紧邻搅拌机，使材料便于运输、搬运、要求设有防潮、防雨措施。搅拌机：要求能满足正常施工要求，搅拌后的浆液应均匀，符合设计要求，一次搅拌量宜

17、大于等于1.5m3。搅拌池：修建的搅拌池应满足正常施工要求，中间设置搅拌系统，使得搅拌后的浆液均匀，符合要求，一次搅拌量宜1.5m3。水池：制浆站应根据施工注浆总量需要，建立数个水池，以保证正常施工，水池建筑规模及要求视工地具体情况而定。注浆泵：宜采用变档定量泵，其额定排浆量不小于 250L/min ，注浆泵压力应大于注浆最大设计压力的1.5倍。压力表：注浆用压力表最大指数应小于10MPa 。封孔装置：采用卡盘法或孔口套管止浆法。注浆管：采用 50mm钢管，丝扣联接。 2.4 注浆施工工艺及方法1、注浆工艺流程2、注浆材料的配制浆液配制应按设计浆液配合比进行，并随机抽查浆液的各项指标。原材料：

18、水用水表或定量容器计量；水泥按袋或按定量容器（散装水泥）计量；粉煤灰用定量容器计量。搅拌过程：高速搅拌机每次搅拌时间不得少于 3min ；低速搅拌机每次搅拌时间不得少于5min 。 3、注浆注浆采用装液浓度先稀后稠的方法，注浆开始后，要定时观测泵的吸浆量和泵压，记录注浆过程中发生的各种现象，收集原始数据，并根据实际情况及时调整注浆量和浆液浓度。为便于注浆质量控制，实际注浆时，每孔可选稀、稠两种配比的浆液进行灌浆，稀装灌注量取单孔注浆量的 20 为宜，但平均水固比不宜低于 1 : 1.2。当注浆量较大时，应采用间歇式注浆法施工，或在浆液中加入水泥重量2%的速凝剂。 4、施工顺序注浆孔施工顺序为先

19、两侧，再中间，先倾斜采空区下山方向，再由下山方向向上山方向展开。两侧的注浆孔施工时采用间歇式注浆，每次注浆时间一般不要超过10小时。 5、废弃洞口工程处理路基范围内出露的废弃矿口，由于已经坍塌，不能直接进行人工填充，采用人工抛扔片石充填大部分空洞，然后向洞口无压力住浆，直至将废弃矿井填充饱满。6、单孔注浆设计a、单孔注浆量计算：进行单孔注浆设计时，其注浆量宜根据以下公式计算：Q单 A R2 mVK/C 式中 Q 单一单孔注浆量（ m3) ; A-单孔注浆量浆液损耗系数，取值在 1.0- 1.5之间； R-浆液有效扩散半径，按孔距的一半计算（ m ); m采空区煤层厚度（m) ;V采空区剩余空隙

20、率:即煤层被采出后，原空间经塌陷冒落岩块充填后剩余的空隙，其取值在 0.2-1之间。K煤层采取率。一般通过矿山实际情况调查确定。-注浆充填系数，取值在 0.75-0.95 之间。该值宜根据公路工程的性质确定，取值在 0.75-0.85 之间。C-浆液结石率，取值在 0.7-0.95之间。布及连通情况，总结合适的参数，注浆指导相邻孔的单孔注浆量设计，提高注浆效果。依据详细勘察结果，某1煤矿 K9 煤层采空区单孔注浆量估算为：Q单=130-170m3。大湾子煤矿K8煤层采空区单孔注浆量估算为:Q单190-22Om3。单孔注浆设计时，对第一序次钻孔，其注浆量可根据钻孔资料，按上述理论计算量的 1.3

21、-1.5倍考虑。b、孔口注浆压力计算：按该采空区现场施工确定。可按以下公式计算： Pb = P-(Hcc-Hw）/100.1MPa 式中 Pb孔口注浆压力（MPa );P钻孔有效全压力（MPa),该值可随注浆深度增加而增大,一般依据现场钻孔内具体情况确定，取钻孔内含水层静水压力的1.5-2倍；Hc受注层段1/2处至孔口压力表的浆液柱高度（m ) ; Pc浆液相对密度; Hw静水位至受注层段 1/2 处的水柱高度(m); Pw水的相对密度。 c、单孔注浆结束标准单孔注浆结束标准按该路段现场试验确定，在未确定单孔注浆结束标准前，暂按以下要求控制：在注浆孔的注浆末期，泵压逐渐升高，当孔口注浆压力在

22、1-3MPa ，泵量在70-100L/min稳定10 -15min 时，可作为该注浆孔施工的结束标准。注浆过程中若出现地表裂隙大量跑浆时，应采用间歇式注浆，或减小泵量的措施，阻止浆液从地面大量流失。 鉴于煤矿采空区的复杂性，在施工过程中，注浆孔的深度、注浆量的大小与设计量可能存在一定的差距，应根据现场的实际情况确定。d、注浆过程中施工管理（1）、注浆浆液及配制在注浆工程施工过程中应对水泥每个批号的产品检测化验一次。相同批号的产品超过300t时，每3O0t检测化验一次。鉴于注浆工程的特殊性，施工时水泥材料以7d 的检测化验为准。在注浆工程施工过程中，当注浆量为 2000 m3，左右时必须抽检一组

23、样，检测浆液的密度、结石率、初凝和终凝时间参数。在注浆施工过程中，每孔所注入的浆液每班应做密度、结石率等参数的测定。在配制过程中应用磅秤抽查水泥、粉煤灰等材料的数量，称量误差应小于5。（2）钻机、注浆施工管理钻机安装就位后，应检查孔位的准确性，并保证开孔钻具的垂直度。注浆施工管理：搅拌系统、注浆设备及机具等必须进行定期检测和维修，以保证注浆施工连续进行。压力表应经常进行检查和标定，不合格的和已损坏的压力表严禁使用。在注浆施工过程中，应设专人对邻孔水位埋深、串浆及地面冒浆等进行观测，以便及时处理。第三篇 工期保证体系及保证措施3.1工期保证体系图3-1 工期保证体系图成立以项目经理为组长，主管生

24、产副经理、项目总工程师为副组长，各工队负责人、现场负责人、施工技术部、物资设备部为成员的工期保证小组，确保在业主要求的工期内完成本合同段所有工程。3.2确保工期的措施根据本工程施工的特点，为了保证优质、快速的完成本合同施工任务。我单位采取以下措施确保工期按计划实现：3.2.1调遣精兵强将，强化施工管理。我单位中标后，该工程即成为我单位的重点工程之一，将尽快组建精干的项目经理部，调遣各种专业队，投入足够的劳力和技术骨干，建立各种管理领导体系，迅速进驻现场，保证主要工程尽早开工。3.2.2科学组织、精心施工。加强施工计划的科学性，运用统筹法、网络技术、系统工程等新技术编制切实可行的实施性施工组织设

25、计，选择最优施工方案。 3.2.3应用高效先进的生产设备及采用先进合理的施工工艺应用先进的钻机、注浆泵、拌和机等机械、设备，提高施工工效，加快施工进度。合理安排作业层次，减少雨季对施工的影响，适当增加机械作业工序，增加作业面，利用有利季节加快施工进度。3.2.4抓好协调，减少干扰我单位成立专门协调小组，下大力气加强和有关部门联系协作，主动配合，力争在每个工序开始前把干扰减少到最低程度，使工程顺利进行。3.2.5抓住时机，掀起施工高潮施工当中要适时开展劳动竞赛活动，发扬前无险阻和特别能打攻坚战的好传统。适时掀起施工高潮，振奋精神，加快施工进度。3.2.6做好工程资源保障工作严格资金管理，科学合理

26、使用资金。坚决执行合同文件中的计量与支付，及时办理验工结算，保证工程所需资金。 第四篇 工程质量管理体系及保证措施4.1质量保证体系工程质量是百年大计，同时关系施工单位的生存。为此，应从项目经理到每个工人大家齐心共管；从开工到竣工交验的每个施工环节，都不能放松，形成一个具有组织、设备、制度、办法、措施、手段等一整套的保证体系。 本项目质量方针明确了公司对质量的承诺以及满足合同规定的要求；产品的质量必须满足业主的期望和目标。质量保证体系框图见图4-1。图4-1 质量保证体系框图设计文件会审在施工合同签定后，按合同要求，由项目部总工程师组织工程师、技术主管熟悉图纸，进行设计文件的会审工作，设计文件

27、会审要签字齐全。施工技术交底施工技术交底分为设计单位对施工单位的技术交底和施工单位内部进行的技术交底。工程开工前，由项目部总工程师主持，对所属施工队伍进行技术交底，项目部或队分管技术人员，在各项工程开工前要向队长或工班长进行技术交底。交接桩和施工复测开工前，项目部总工程师委派主管测量人员约同勘测设计部门进行交接桩，进行施工复测。编制工程项目质量计划在施工合同签定后，项目部及时牵头组织有关部门进行施工现场调查。根据调查情况及设计文件和合同要求，组织编写质量计划，质量计划要对各道工序控制方法和参数及重点工序控制手段作出明确规定。质量计划在开工前完成，符合技术规范、操作规程和验评标准的要求，内容全面

28、详实，能满足指导施工的需要，对一些特殊工序、关键部位及新技术、新材料、新设备的施工操作，提出确保工程质量的具体要求。项目部各职能部门和承担施工任务的施工单位根据批准后的工程质量计划，结合本部门、本单位工作特点在施工前和施工中编制阶段性工作计划报上级主管部门备案。资源配置与管理配备必要的人员和机械设备及工程材料。所有进场的计量、检验、测量和试验设备由项目部试验员、测量人员检验其精确程度，做好记录，确保在施工过程中的工作状态和工作环境符合检验、测量和试验设备控制程序的相关要求。施工过程阶段质量控制测量控制测量工作由项目、施工队分级管理，测量人员要经培训持证上岗，不得随意更换，更换必须经监理批准。施

29、工现场管理施工现场管理按实施性施工组织设计或作业计划进行;采取必要的检测手段，对施工过程全面控制；随时收集施工中的有关数据、与计划目标和技术标准规范对照分析，一旦出现不合格，及时找出原因，采取修正措施；进行施工检查，根据结果分析原因，拟订调整措施；对施工全过程实施调度，使整个施工过程处于可控状态，保证按照原定计划目标的方案进行。所有施工过程的实际情况都要指定技术人员填写施工日志。项目部、施工队建立负责现场的技术、人员、设备管理责任制，使整个施工过程职责明确，权责相符。施工调度管理项目部、施工队设专职调度人员，及时收集并逐级反映施工现场信息，确保施工生产有序进行。施工工序质量管理由项目部质量部门

30、、试验部门、施工队负责工序质量的检验和评定，评定工程执行施工招标合同规定的施工规范和质量检验评定标准的情况和效果，工序质量不合格不准进入下一工序施工。班组自检和专检：施工人员要严格按有关规程和技术交底进行施工。本道工序完成后，操作人员按要求进行自检，发现不合格的情况，及时处理，不留质量隐患。计量与试验项目部、施工队试验员要将试验室认可的水泥浆液、外加剂等配比要求明确展示在搅拌现场，确保搅拌现场有经过检验合格的计量器具。施工人员必须严格保证计量的准确性，按配合比的要求进行混凝土施工。工程质量问题处理执行国家的有关规定。工程质量检验评定项目部、施工队质检员在班组自检的基础上，经预检合格后，进行工序质量检查，填写工序质量评定，并由有关人员签字认可。项目部技术负责人组织分部工程质量检验评定，重要分部工程质量必要时由公司安质科会同技术部门组织核定。4.2确保工程质量的措施我单位中标后，有能力、有信心将此项工程建成优质工程，我单位将依据GB/T19002-1994-ISO9002：1994质量标准建立起来的质量保证体系，严格执行文件各条款，加强质量管理，始终坚持“百年大计，