顾桥煤矿穿破碎带管棚施工技术设计.doc

顾桥煤矿-780m南翼胶带机大巷过断层施工 管棚桩施工技术方案 1.顾桥煤矿-780m南翼胶带机大巷过断层施工方案介绍 本次顾桥煤矿-780m南翼胶带机大巷过断层施工方案拟选用三种方法：①盾构法施工②冻结法施工③管棚掩护掘进施工。三种施工方法的优缺点如下： 1.1盾构法施工优缺点: 优点：①施工推进速度快；②施工比较安全；③支护结构合理 缺点：①体积大，运输困难；②断层内地压大盾构机能否承受巨大压力，盾构机一旦被抱死，将无法处理，损失巨大。 盾构法和冻结法作为本工程备选方案，在此主要介绍管棚掩护掘进施工方法。 2.工程概况 顾桥煤矿-780m南翼胶带机大巷以方位178°、坡度3‰自北向南上山施工。目前该巷道施工过F108断层，需要穿过破碎带的总长度大约86m，由于地压大、地温高、岩性极为破碎，掘进和支护十分困难，目前巷道处于停止施工状态。 为了顺利通过该断层，首先施工护棚，再采用跟管钻进全圆管棚施工方法来掩护掘进施工，以便随后架设全封闭U型钢支架以及预制钢筋混凝土巷道内壁。 3. 施工范围 本工程施工范围包括-780m南翼胶带机大巷大约86m的破碎带，以及破碎带两端各约20m的稳定巷道，分成5个施工段施工，26m一个施工段，约130m的施工长度,从巷道一头进行单向梯形施工，相邻施工段之间管棚搭接施工。 4. 设计参数 4.1 管棚设置范围：各施工段全圆360°范围。 4.2 管棚桩规格：每根管棚桩由1个Ф108mm管靴、30mФ108 mm钢管和一个30mm厚法兰盘组成。 Ф108钢管采用 D40地质管制作，外径108mm、壁厚8mm、每根管棚桩总长30m，由单节1.5m管节组成。一部分钢管加工成花管，钢管上每隔0.5m对穿1对直径8mm的孔，相邻对穿孔方向互相成90o。管棚桩前端的20m用花管连接，后端的10m直接用钢管连接，尾端焊接30mm厚法兰盘。 钢管之间通过丝扣连接，连接丝扣为梯形扣，管节一头车母扣，一头车公扣，公、母扣长100mm。为增加钢管连接强度，管节之间通过丝扣连接上紧后，管靴与钢管以及钢管与钢管之间连接处要用电焊焊接牢靠，防止因钻具扭矩过大，丝扣滑丝而出现脱扣现象，焊接处用砂轮机打磨处理，减少钻进时的摩擦力。 4.3 孔口导向管规格：采用D40地质管制作，外径146mm、壁厚6mm、长度3m，一端焊接30mm厚法兰盘。 4.4 孔口导向管开孔处间距与管棚桩开孔处间距：环向中到中间距0.25m。 4.5 注浆材料：本工程注浆材料主要采用42.5R普通硅酸盐水泥。如果现场注浆效果不好，水泥浆液中可渗入一定量的BR-CA增强防水剂，也可改为注入SPC超细普通水泥浆或化学注浆材料（马丽散或脲醛树脂）。 4.6 钢筋笼：为了增大管棚桩的承载能力，在管棚桩内塞入钢筋笼。单节钢筋笼长3m，固定环采用直径40mm、厚4 mm的钢管，上面平行焊接3根直径10mm的螺纹钢。 5．施工工艺 5.1止浆墙（导向墙）施工工艺 为了更好地安装固定管棚桩孔口导向管，防止施工管棚桩时在开孔处附近发生移位甚至跨落现象，也为了提高管棚桩整体注浆效果，在第二至第五施工段必须建造止浆墙（导向墙）。 根据止浆岩柱厚度计算公式： B=P×S×λ÷（τ）÷L B—止浆岩柱厚度（m） ； P—注浆终压（MPa）, 取10 Mpa； S—岩柱端面积(m2),50 m2； λ—过载系数，取1.2； （τ）—止浆岩柱允许抗剪强度，取13 Mpa。 L—止浆岩柱周边长度（m），25m； B=1.8m 由于止浆墙周边岩石破碎，分担部分压力，根据我们经验，止浆墙厚度1m即可。 止浆墙紧挨迎头岩面建造，厚度不小于1m，边沿与巷道结合处掏槽施工，深度不小于0.3 m，立钢模浇筑C40混凝土，拆模后，止浆墙边沿用喷浆机喷射混凝土，喷射密实。 5.2 孔口导向管固定施工工艺 由测量技术人员放线，精确找出孔口导向管开孔位置，尽量调正导向管接近施工设计所需的方位角和倾角，调整好钻机位置和角度，开孔时发现套管偏斜等情况时应立即调整，以保证跟管精度。 采用直径168mm无芯钻头钻孔2.8m，将导向管下入孔内（留在外的一头带有法兰盘），用外壁注浆方式固管，注入水灰比0.5: 1的单液水泥浆，当浆液从导向管内壁溢出时结束注浆。待浆液凝固24小时后，对于仰角孔口导向管，直接将导向管法兰盘和注浆闷头法兰盘用高强螺栓连接，用水灰比0.5: 1的单液水泥浆进行管内注浆；对于俯角导向管，先用直径133mm无芯钻头扫孔至孔深3.0m，再进行注浆，注浆压力达到3~4MPa即可。 凝固24小时，用直径133mm无芯钻头扫孔超过原孔深0.2m，用注浆泵压入清水进行耐压试验，当压力达到3~5MPa时，孔口管固定合格，如果压力不到3MPa，必须再次进行管内注浆养护，循环上