明槽开挖方案及安全技术措施
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××集团×××矿回风井
明槽开挖方案及安全技术措施
×××集团×××矿风井项目部编制
二○一二年十二月二十六日
一、编制依据
1．山西省煤炭地质115勘查院编制的<××集团×××矿矿井井筒检查钻孔地质报告>6、7、8号检查钻孔柱状图
2．北京华宇工程有限公司编制的<××煤矿集团有限责任公司×××煤矿回风斜井平、剖、断面图>S1618-118-1
3．<建筑基坑支护技术规范>JGJ120-99
4．<煤矿安全规程>
5．<煤炭工业设计规范>
6.现场施工掌握的相关地质和水文地质资料
二、编制目的
(略)
三、方案选择
根据6号检查钻孔资料和施工已揭露探明的地质及水文地质情况,考虑季节、气候因素限制(永久混凝土浇注无法实施),为了安全、可靠、保质、保量、按时完成施工任务,经过认真研究,专家论证和多种方案比较,认为:利用混凝土水玻璃双浆液充填,只能解决冒落区的堵水和恢复问题,不能从根本上解决至基岩段剩余工程的掘进支护和今后施工安全问题;采用斜井冻结,要求技术含量很高,工程周期又长,工程造价太大;采用明槽开挖,不但弥补了前两者的不足与缺陷,而且操作容易,施工便于控制,短时间内即可从根本上解决问题。
由此,选择明槽开挖是经济、合理、安全、可靠的最佳
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首选方案。
工程区段:回风斜井0＋88.5m段至0＋120m基岩段。
施工工期: 12月28日～ 2月12日,共计45天。
四．明槽开挖方案
(一)开挖区域地质情况
根据山西省煤炭地质115勘查院<××集团北×××矿矿井井筒检查钻孔地质报告>、6号检查钻孔柱状图、北京华宇工程有限公司编制的<××煤矿集团有限责任公司×××煤矿回风斜井平、剖、断面图>S1618-118-1及回风井施工实际揭露的地层表明,明槽开挖区域内自上而下地层为:①粉土,厚度 3.85m;②碎石土,厚度2.4m;③粉土,厚度17.45m;④碎石土,厚度1.2m;⑤粉土,1.5m;⑥流沙,厚度 3.5m;⑦粉土,厚度3m;⑧流沙,厚度 6.6m;⑨碎石土,厚度
0.3m(未见底);⑩下以6号检查钻孔为依据。
(二)水文地质情况
虽然本区水文地质资料不够完善,但根据施工已显露的实际情况,明槽施工区地下水相对丰富,主要以上层滞水形式存在,补给源以大气降水为主。
施工中影响最大的预估为自上而下的第一、二含水流沙层,涌水量5～27 m3/h,距地表约37m左右。
（三）明槽开挖技术参数
地面轴线坐标:
① X＝4331129.503 Y＝615695.663 Z＝1276.77
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② X＝4331036.261 Y＝615639.637 Z＝1276.15
地面四界坐标:
④ X＝4331113.470 Y＝615728.321 Z＝1279.46
⑤ X＝4331149.126 Y＝615663.050 Z＝1275.83
⑥ X＝4331065.670 Y＝615590.693 Z＝1274.46
⑦ X＝4331006.852 Y＝615688.581 Z＝1279.19
冒落区轴向顶点坐标:
③ X＝4331098.534 Y＝615677.054 Z＝1276.29
其它参数:顶部至流沙段放坡角63°(坡比1:1.963)
基底至流沙段放坡角45°(坡比1:1)
基底宽度8000mm
明槽布置详见<回风井明槽开挖示意图>
明槽开挖土方量约23万立方米。
因为计算时开挖明槽的车道选择用盘山路的方式进行,故拉运土方专用道未考虑在内,工期及工程量安排详见预期效果图。
(四)明槽开挖方案
施工准备
1、清理开挖区域内所有设施及障碍物。
重点是地下埋设的传供回风井的380V电源电缆、通讯线路改线,坟墓迁址;
2、进行测量控制网的布设与定位放线工作, 包括控制基线、轴线、水准基点和危险源识别,同时,用石灰粉圈定开挖范围和施工
区外缘安全保护轮廓范围,构筑铁目网安全隔离围栏,并悬挂标识与
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警示牌;
3、按照施工平面布置图和明槽开挖图, 确定开挖路线,层底标高、边坡坡度及土方堆放地点;
4、在安全隔离围栏处构筑地面截流、排洪沟,坡度以场地不积水为准;
5、架设临时照明线路,安装临时照明系统;
6、机械设备进入施工现场进行维护检查、试运转,使其处于良好的工作状态。
开挖方法
考虑槽坑北部为冒落区,机械车辆直接进入该区作业会造成设备车辆陷落、井筒受冲击变形垮落的危险,因此,原则上＋1240m水平以上采用”分层、逐段、前探(冒落区)”的方式进行开挖, ＋1240m水平以下采用”由内向外、由南向北、台阶倒土、人工清槽”的方式进行开挖。
车道采用盘山式道路沿明槽四周向内盘旋布置,土方直接装车外运。
盘山式车道路面预置宽度9m,随开挖深度护坡角由63°逐渐过度为45°.
为了加快施工进度、方便前期拉运,前期开挖区预设两个主入口,分别置于开挖区的西区和东区,并与矿区临时土公路连接,具体承担第一、二阶段道拉运排土的空、重车的循环任务。
后期,东入口空车道只作为巡视观察或应急通道使用,南入口改作设备上下、拉
土运输的唯一通道,并与内设的盘山式车道联通。
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前期的空重车道坡度视实际情况设定。
后期内置盘山车道预设坡度5°,采用空、重车双车道方式布置。
第一盘山道沿明槽四周按63°放坡,车道每延长米下降0.087m,理论推断沿明槽四周第一盘山道旋长按300m计算,下降度为26m,此后第二盘山道按45°放坡,理论推断车道旋长按190m计算,下降度为15m,由此可论,两次盘山后明槽开挖深度即可穿越＋1240m标高的流沙段。
考虑回风井的整体施工安全、质量及进度等因素,当明槽开挖至1240水平时,将采用斜井、明槽平行挖掘,联合作业的方式进行施工。
一是利用回风斜井原有的机械设备进行挖掘施工或,同时按照<作业规程>、<处理冒落区施工安全技术措施>的规定、要求和施工工艺完成U29型钢棚及时支护和混凝土浆砌片石铺底工程;二是明槽开挖由单一的机械挖掘、汽车拉运转化为机械台阶倒土、人工配合清槽、斜井辅助拉运的双向作业模式。
回填
受季节影响、条件限制,为确保施工质量和工程安全,明槽的回填工作安排两个阶段进行。
第一阶段为初次小规模回填,具体回填范围是明槽开挖后U29型钢棚临时支护段。
按照设计此段长约31m,在U型钢棚外部、密背的混凝土背板的两帮墙部用袋装河砂背紧充实,拱及顶部3m内用”三合土”覆盖捣实,回填工程量约
立方米;第二阶段为永久整体回填阶段,此阶段安排在气温回暖、混
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