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9.2 硐室施工 1.硐室的定义、特点和分类 在井巷工程中,断面尺寸比一般巷道或井筒大的工程称为硐室。硐室主要特点是断面大,长度相对较短。以其在井巷工程中施工条件不同,可以分为: ①巷道连接的硐室,如变电硐室、水泵房、绞车房、输送机机头硐室等; ②井筒毗邻硐室,如马头门和装载硐室; ③采区煤仓等。 2.巷道硐室施工方法 (1)全断面施工法 工序安排:按硐室的设计掘进断面一次将硐室掘出,如硐室高度和断面较大,可以分次打眼和爆破,然后临时支护→清矸→支护完成一个循环; 优缺点:便于施工机械化作业; 适用条件:围岩稳定、断面高度不很大(不大于5m)。 (2)导硐施工法 工序安排:在硐室的某一部位先用小断面的导硐掘进,然后再行开帮、挑顶或挖底,将导硐逐步扩大至硐室的设计断面。可以一次掘至硐室全长,然后再行扩硐;也可以使导硐超前一定距离,再进行扩硐工作。 具体施工方法分类:根据导硐在硐室断面内的位置不同,又可分为中央上导硐、中央下导硐、单侧下导硐、双侧下导硐和上下导硐等多种具体的施工方法。 导硐施法优缺点及适用条件: 导硐施工方法曾广泛用于围岩稳定性差、断面又较大的硐室,对特大断面硐室(如50m2以上)多采用两侧导硐施工法。由于该法是先导硐后扩大逐步地分步施工,所以能有效地缩小围岩的暴露面积和时问,使硐室的顶、帮易于维护,施工安全得以保障。 但该法步骤多、效率低、速度慢、工期长,因此,随锚喷支护技术推广应用和顶板控制能力的加强,这一方法使用逐渐减少。 ①两侧导硐施工法 在松软、不稳定岩层中,为保证施工安全,在两侧墙部位置沿硐室底板开掘两个小导硐。其断面不宜过大,一般宽度为1.8~2.0m,高度为2.0m,以利控制顶板,如图9-1a所示。掘一层导硐后随即砌墙,再掘上一分层的导硐,矸石存放在下层导硐里代替脚手架,再接砌边墙到拱基线位置,如图9-1b所示。墙部完成后开始挑顶砌拱,如图9-1c所示。拱部完成后,再爆破拆除中间所留的岩柱。 图9-1两侧导硐施工法 a-掘两侧导硐;b-掘导硐上分层;c-挑顶砌拱 ②中央下导硐施工法 施工方法:导硐位于硐室中部靠近底板,导硐断面可按单轨巷道考虑,以满足机械装岩为原则。当导硐掘到预定位置后,再进行刷帮、挑顶,并完成永久支护上作。 具体施工方法的选择:硐室采用锚喷支护时,宜采用中央下导硐、先挑顶后刷帮的施工顺序,如图9-2a所示。 挑顶的矸石可用装载机装出,挑顶后随即安装拱顶锚杆和喷射混凝土,然后刷帮并喷射墙部混凝土。对于砌碹支护,适用于中央下导硐先刷帮后挑顶的施工顺序,如图9-2b所示。在刷帮的同时完成砌墙工作,然后挑顶,完成拱部砌碹。 硐室位置选择:为方便施工和保证安全,在开拓设计时,应尽量将硐室布置在稳定岩层中。若硐室位置无法避开不稳定岩层,那就要采取可靠的技术措施,确保硐室施工的安全和质量。 图9-2中央下导硐施工法 a一先拱后墙施工法;b一先墙后拱施工法 (3)分层施工法 施工方法:是将硐室沿其高度分为几个分层,采用自上向下或自下向上分层施工,以便于操作的施工作业方法。 适用条件:分层施工法一般适用于围岩稳定或中等稳定、断面较大的硐室。 优点:采用此方法,由于空间宽度较大,工人作业方便,与导硐施工法相比,具有效率高、速度快、成本低的优点。 具体施工方法的选择: a.在逐段分层掘进中,随之进行临时支护,待各个分层全部掘完之后,再由下而上一次连续整体地完成硐室的永久支护的做法;可以采用掘砌完一个分层,再掘砌下一个分层的做法; b.还可以将硐室各分层前后分段同时施工,使硐断面形成台阶式工作面,上分层超前的称为正台阶工作面,下分层超前的称为倒台阶工作面。台阶高度一般为2-3m,台阶超前距离应根据凿岩、装岩及工作组织而定,一般为3-5m。 ①正台阶工作面(下行分层)施工法按照硐室的高度,整个断面可分为2-3个以上分层,每个分层的高度以1.8~3.0m为宜;也可以按拱基线分为上、下两个分层。上分层的超前距离一般为2-3m,如图9-3所示。 施工工序安排及注意事项 如果硐室采用砌碹支护,在上分层掘进时应先用锚喷支护进行维护(锚喷支护一般为永久支护的一部分)。砌碹工作可落后于下分层掘进1. -3. 0m,下分层也随掘随砌,使墙紧跟掘进工作面。整个拱部的后端与墙成一整体。所以是安全的。采用这种施工方法应注意下列问题:要合理确定上下分层的错距,距离太大,上分层出矸困难;距离太小,上分层钻眼困难,故上下分层工作面的距离以便于气腿式凿岩机正常工作为宜。图9-4所示为抚顺矿区龙凤矿水泵房正台阶工作面施工法示意图。 正台阶工作面(下行分层)施工法的优缺点: 优点是施工方便,有利于顶板维护,下台阶的爆破效率较高; 缺点是使用铲斗装载机时,上台阶要人工扒矸,
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