隧道左洞工程煤层采空区处理加固施工方案
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  • v发布时间:2018-01-23 14:51:18
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一号隧道左洞,八月三十一日晚上八点钟,我们施工人员在开挖ZK14+711.4~ZK14+712.9右侧(初期支护)边墙马口时,ZK14+707.1~ZK14+712.9线路右侧突然掉顶,幸亏施工人员躲避及时,避免了人员伤亡,拱顶当即形成了纵向约6米、横向约10米的空穴,空穴内堆积物不断掉落,水成线或成股下泻,情况十分危急,迫使施工人员无法接近穴口,更不能进行支顶抢险,至九月一日早晨八点钟,线路右侧被岩块、煤碴等堆积物完全封死,堆积物大约有2000立方米。
为了保证已建工程及施工作业的安全,我们会同驻地监理,紧急制定并及时采取如-04图所示应急方案,同时经过对掉顶处现场及周围的反复查看,并经过我们施工单位与驻地监理的认真讨论分析,大家认识到,这次突然掉顶的原因是:煤层采空区内的堆积体在丰富的地下水作用下,对隧道初期支护产生了强大的压力,边墙马口的开挖使顶部堆积体失去了力的平衡,以致摧毁了部分拱部初期支护而滑落。我们结合实际监测的地质资料分析,该段灰黑色泥岩夹煤层倾角为75度,倾角大且遇水容易被溶蚀,属极不稳定的岩石,这次掉顶已足以见其危害性,该段若长期受动力水作用,其对隧道衬砌结构的压力将会增大,故为了隧道工程的永久安全,必须加强衬砌强度,为此我们除了对拱部初期支护采取加固措施外,还作出了对二次衬砌的加固方案。
二、初期支护的加固措施:
1、在ZK14+707.1—ZK14+712.9左侧、ZK14+700~ZK14+707.1及ZK14+712.9~ZK14+718中间搭设方木支垛(3m*3m),将有掉落危险的拱部初期支护支顶住,这作为应急措施,现已实施完毕。
2、为了防止煤层采空区危害扩大,对ZK14+695~ZK14+707.1及ZK14+712.9~ZK14+717段采取加固措施:拱部增加5米R27N自进式锚杆并注浆,自进式锚杆纵、环向间距均为1.0m,注纯水泥浆,注浆加固范围见图-01所示,最终注浆压力不小于1.0Mpa。
三、掉顶部位的处理方法和步骤:
1、对ZK14+707.1—ZK14+712.9段岩块等堆积物进行注浆加固:先将堆积体上部表面喷25 cm厚20号混凝土,即注浆前对临空面进行封闭;堆积体表面封闭后,如图沿拱部周边以15度、45度外插角分别打入长6米42mm小导管(环向间距40 cm)并注浆(纯水泥浆,最终注浆压力不小于0.5MPa)、3米R27N自进式锚杆(环向间距80 cm)并注浆(纯水泥浆,最终注浆压力不小于0.5MPa),均由拱脚逐根依次向拱顶进行。这样将使拱顶2米范围内的松散岩石固结,可形成较为稳固的护拱,为下一步施工提供安全保证。
2、进行右侧初期支护施工。自隧道进、出口两个方向开挖支护,进尺不大于1米,每0.3米架立18cm*18cm格栅钢拱(按ZBG-4-15图制作),并与左侧拱部格栅钢拱端头焊接牢固,模注90cm厚25号混凝土。先完成拱部支护混凝土,随后进行边墙马口的开挖支护,进尺不大于1.5米。如图-02、03,预埋排水钢管(端头用两层土工布缠裹)。预留12cm变形量。
3、拱部初期支护恢复后,拱部同样增加5米R27N自进式锚杆并注浆,自进式锚杆纵、环向间距均为1.0m,注纯水泥浆,注浆加固范围见图-01所示,最终注浆压力不小于1.0Mpa。
四、二次衬砌的加固方法和步骤:
1、该段大部分初期支护已经完成,二次衬砌厚度按50 cm预留的,参见图-02、03。鉴于煤层采空区具有极大的危害性,二次衬砌按II类围岩衬砌类型进行,仰拱厚度由60 cm增至100 cm,并增加20b工字钢钢支撑,沿隧道纵向每1米1榀,钢支撑之间用ф22螺纹钢筋连接,环向间距1米,见图ZBG-4-14及图-02、03、05。土工布及橡胶防水板设置在工字钢钢支撑与初期支护之间,以模板台车整体浇注二次衬砌。因为该段围岩出水量较大,为了切实防止水害,结合施工实际情况,每3~5米设置1处环向软式弹簧排水管并与两侧墙脚的纵向排水管相连通。
2、二次衬砌施作之前,为了保证初期支护的安全,将二次衬砌内增设的20b工字钢钢支撑随初期支护恢复之后立即架立(相邻两榀之间的顶端接头要错开),钢支撑与初期支护之间临时用木楔塞紧,并如图-02、03所示,且将钢支撑脚部混凝土提前浇注,以增强钢支撑的稳定性。模板台车整体浇注二次衬砌时,把木楔取掉。