中梁山隧道K27 707~ 713煤層采空區(qū)專項(xiàng)施工方案（修改版）

1、重慶市軌道交通一號(hào)線（沙坪壩-大學(xué)城段）工程中梁山隧道工程K27+707K27+713煤層采空區(qū)坍塌處理專項(xiàng)施工方案 批準(zhǔn):中建五局重慶市軌道交通一號(hào)線中梁山隧道工程項(xiàng) 目 經(jīng) 理 部二00九年十二月 目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc180198041 1 工程概況. 2 K27+707K27+713煤層采空區(qū)突水坍塌情況.2. HYPERLINK l _Toc180198042 1突水坍塌經(jīng)過.2. HYPERLINK l _Toc180198042 2采空區(qū)揭露的圍巖情況.2. HYPERLINK l _Toc180198042 3采空區(qū)瓦斯情況.2

2、. HYPERLINK l _Toc180198042 4采空區(qū)對(duì)周邊影響情況.2. HYPERLINK l _Toc180198042 5采空區(qū)突水、坍塌后現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)處理意見. HYPERLINK l _Toc180198042 3 施工方案. HYPERLINK l _Toc180198043 3.1 洞內(nèi)積水的抽排. HYPERLINK l _Toc180198043 坍方段處理. HYPERLINK l _Toc180198043 3.3塌方區(qū)及其影響段加固與堵水. HYPERLINK l _Toc180198043 3.4 監(jiān)控量測(cè).3.5 周邊村民用水的臨時(shí)解決措施. HYPERLI

3、NK l _Toc180198044 4 主要機(jī)械設(shè)備配置.10 HYPERLINK l _Toc180198044 5 保證措施.10 HYPERLINK l _Toc180198044 5.1 安全保證措施10 HYPERLINK l _Toc180198044 5.2 質(zhì)量保證措施.11中梁山隧道工程K27+707K27+713煤層采空區(qū)坍塌處理專項(xiàng)施工技術(shù)方案1 工程概況 重慶市軌道交通一號(hào)線工程中梁山隧道為單洞雙線輕軌專用隧道，隧道全長4329m，隧道位于川東南弧形地帶，華鎣山帚狀褶皺束東南部。隧道所通過的須家河組1、3、5段為含煤地層段，與隧址相鄰有關(guān)煤窯于上世紀(jì)70年代后已封閉，

4、隧道穿越煤層采空區(qū)不良地質(zhì)災(zāi)害段。2 K27+707K27+713煤層采空區(qū)突水坍塌情況2.1 突水坍塌經(jīng)過隧道掘進(jìn)至K27+713時(shí)，掌子面出現(xiàn)煤層，厚度約30cm60cm，2009年12月18日9：00時(shí)，我部施工人員在出完渣后采用挖掘?qū)27+711進(jìn)行排危處理過程中，K27+712線路右側(cè)突然掉頂，拱頂當(dāng)即形成了縱向約6 米、橫向約6 米的空穴，空穴內(nèi)堆積物不斷掉落，水成股下瀉，水流量非常大，情況十分危急，迫使施工人員無法接近塌方突水區(qū)，更不能進(jìn)行支頂搶險(xiǎn)。水量高峰時(shí)段達(dá)到300m3/h以上,洞內(nèi)積水淹沒。整個(gè)坍塌過程持續(xù)了整整一天，當(dāng)坍塌基本穩(wěn)定時(shí)，塌方區(qū)形成了m（長）*6m（寬）*

5、8m（高）的塌方空腔，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況推斷，洞頂上方約4米處有一廢棄挖煤巷道，巷道橫穿隧頂,基本與隧道垂直軸線。隧道內(nèi)采空區(qū)塌方部位距煤窯口位置約為。采空區(qū)突水及塌方情況如圖1 、圖2所示。 圖1采空區(qū)塌方現(xiàn)場(chǎng)圖 2 采空區(qū)突水后隧道被水淹沒2.2 采空區(qū)揭露的圍巖情況經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，圍巖屬高炭質(zhì)頁巖、夾煤線、節(jié)理裂隙發(fā)育、層面光滑，開挖施工中，經(jīng)常出現(xiàn)掉塊、掉渣，且有水，極不穩(wěn)定。2.3 采空區(qū)瓦斯情況 采空區(qū)工作面經(jīng)檢測(cè)瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%。2.4 采空區(qū)對(duì)周邊影響情況因該煤窯廢棄后全部被水淹沒，附近居民從煤窯口引水做為生活和養(yǎng)殖用水。受采空區(qū)突水、坍塌的影響，采空區(qū)內(nèi)的地下水全部從隧道塌方處流走

6、，導(dǎo)致采空區(qū)內(nèi)無水，附近居民引用水水源中斷，居民生活、養(yǎng)殖用水出現(xiàn)困難。最直接受影響的村社為香蕉園村和明族山村，影響居民人數(shù)達(dá)五百人以上。2.5 采空區(qū)突水、坍塌后現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)處理意見采空區(qū)突水、坍塌后，中鐵二院監(jiān)理部召集建設(shè)單位、地勘單位、設(shè)計(jì)單位及施工單位相關(guān)人員進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)勘察后，緊急召開現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議，對(duì)K27+707K27+713段煤窯采空區(qū)確定了處理方案。(1)待塌方穩(wěn)定后往洞內(nèi)運(yùn)碴回填，在坍塌處形成施工操作平臺(tái)，平臺(tái)頂面距拱頂距離不超過2米，并修好安全撤離通道，確保緊急情況時(shí)，人員順利撤離。(2)先對(duì)坍塌處圍巖面素噴C25砼厚15cm，及時(shí)封閉圍巖。(3)塌方區(qū)采用108管壁厚6mm，其環(huán)向

7、間距為30cm，前端掌子面采用42無縫鋼管壁厚4mm，作為超前小導(dǎo)管與108管套入焊接，其間接與108管間距相同，后端利用已完成的初期支護(hù)與掌子面穩(wěn)定巖體形成支撐，迎水面采用防水板進(jìn)行匯水處理，鋪8鋼筋網(wǎng)片后及時(shí)噴射C25混凝土，確保塌空區(qū)盡快封閉。 同時(shí)預(yù)埋混凝土澆筑鋼管和注漿鋼管，便于后期混凝土填充和注漿方便。(4)水處理：增加匯水漏斗，漏斗與108鋼管連接，鋼管加閥門和壓力表。適時(shí)掌握水流關(guān)閉后的水壓情況。(5)支護(hù)I18型鋼2榀/ m，加密縱向連接筋，支護(hù)一榀，錨噴穩(wěn)固一榀。(6)煤窯口水源因受采空區(qū)突水影響，窯口水源干枯后勢(shì)必給附近居民用水帶來困難，為緩解矛盾，施工單位立即與當(dāng)?shù)卮迳?/p>

8、進(jìn)行溝通，在山腰修建水池，從山頂水庫取水并將水引入窯口附近，并臨時(shí)在煤窯口處挖集水坑，臨時(shí)滿足村民的用水需求。(7)加強(qiáng)洞內(nèi)排水，確保洞內(nèi)不受水侵泡。處理突水及后期大量地下水的抽水工作量經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理簽證后計(jì)量。(8)具體實(shí)施措施施工單位應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況具體施工。(9)工程量按實(shí)際發(fā)生量經(jīng)監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)簽證后計(jì)量。3 采空區(qū)突水塌方處理方案 本著“ 安全第一、 穩(wěn)扎穩(wěn)打” 的原則，確保采空區(qū)及其影響段的施工安全，同時(shí)確保采空區(qū)段無地下水滲漏，盡快將采空區(qū)突水部位進(jìn)行封堵，防止采空區(qū)地下水外流造成山體地下水失衡，具體施工措施為 ： 第一步：回填塌方區(qū)，制造工作臺(tái)階，對(duì)塌方影響段進(jìn)行加固，防止塌方區(qū)擴(kuò)大；

9、第二步：在設(shè)計(jì)初支結(jié)構(gòu)外增加鋼骨架，采用掛網(wǎng)噴射將采空區(qū)封閉，然后再按設(shè)計(jì)圖進(jìn)行初期支護(hù)施工；第三步：初支穩(wěn)定后對(duì)采空區(qū)進(jìn)行混凝土灌注回填，然后對(duì)采空區(qū)及其影響段進(jìn)行注漿堵水加固處理，確保采空區(qū)段結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時(shí)預(yù)防無限量的排放地下水造成地下水系衡，引起地表水位變化，破壞生態(tài)平衡。3.1 洞內(nèi)積水的排放采空區(qū)已發(fā)生坍塌，考慮水的壓力，等采空區(qū)封閉并支護(hù)具有一定強(qiáng)度后采逐步封堵，洞內(nèi)積水采用100QW型排污潛水泵抽水排放，揚(yáng)程728m，流量70120m3/h，由于仰拱采用二副棧橋施工分段施工，故洞內(nèi)積水要兩級(jí)抽水，水泵數(shù)量根據(jù)涌水量確定。污水排至洞口污水池沉淀處理，處理合格后排放。3.2 塌方段處

10、理因采空區(qū)地質(zhì)條件差，且大量的地下水涌出，對(duì)塌方空腔不能及時(shí)控制，處理難度非常大，為確保安全，必須在塌腔趨于穩(wěn)定后再行處理。處理方案為：（1）塌腔穩(wěn)定后采用棄渣回填創(chuàng)造掌子面工作平臺(tái)，為塌腔處理提供工作平臺(tái)，也為穩(wěn)固掌子面提供支撐。棄渣從洞外渣場(chǎng)挖運(yùn)到洞內(nèi)掌子面。工作平臺(tái)寬度大于塌方段5米，高度回填到拱頂以下3米處。（2）工作平臺(tái)回填后，首先對(duì)塌腔臨空面及掌子面噴射15cm厚混凝土進(jìn)行封閉， 再進(jìn)行108管棚超前支護(hù)，超前108管棚在塌腔范圍內(nèi)，按照環(huán)向間距30cm進(jìn)行布置，長8m,一端錨入未坍塌段，另一端視條件可伸入已支護(hù)段，保證108管棚有足夠的承載力，并控制在開挖輪廓線外，上鋪25連接筋

11、（間距按50cm控制）及四層8網(wǎng)片，25連接筋與管棚焊接，噴射C25砼封閉塌腔。為確保采空區(qū)內(nèi)的涌水不影響噴射混凝土施工，在鋼筋網(wǎng)片上層滿鋪防水板，將涌水匯集后集中引流排出，根據(jù)初期支護(hù)情況，將水進(jìn)行吸中引排，在集中處安設(shè)匯水漏斗，漏斗與160無縫鋼管焊接，鋼管上安裝同樣型號(hào)的閥門，以便后期回填時(shí)關(guān)閉流動(dòng)水。封閉前，預(yù)留砼泵管和42注漿小導(dǎo)管，便于后期對(duì)空腔進(jìn)行混凝土回填和注漿回填。（3）最后采用微臺(tái)階法對(duì)坍塌體和工作平臺(tái)進(jìn)行開挖，邊開挖邊支護(hù)，開挖進(jìn)尺每循環(huán)1榀拱架，支護(hù)參數(shù)按照該段設(shè)計(jì)參數(shù)執(zhí)行。外鋼骨架支護(hù)表面與設(shè)計(jì)初期支護(hù)之間采用噴射混凝土進(jìn)行滿噴回填。具體處理措施見“采空區(qū)涌水坍塌處理

12、方案示意圖”。采空區(qū)涌水坍塌處理方案橫斷面示意圖采空區(qū)涌水坍塌處理方案縱斷面示意圖（4）塌腔回填與加固初期支護(hù)C25噴射砼達(dá)到一定強(qiáng)度后，支護(hù)上方空腔用泵送C30砼回填，砼回填高度按采空區(qū)原底面標(biāo)高控制，基本在 45 m。泵送砼分三次進(jìn)行，對(duì)混凝土回填后無法密實(shí)的部位進(jìn)行注漿回填，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時(shí)確保堵住股狀地下水?；靥顣r(shí)將閥門關(guān)閉。3.3塌方區(qū)及其影響段加固與堵水 因該采空區(qū)規(guī)模大，地下水量非常豐富，為確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和有效封堵地下水，對(duì)塌方區(qū)及其影響地段（采空區(qū)前后各15m范圍內(nèi)，即K27+692K27+728段）進(jìn)行內(nèi)全斷面徑向注漿，注漿孔按梅花型布置，每環(huán)設(shè)25孔，孔底環(huán)向間距約300c

13、m，縱向間距260cm，注漿孔采用風(fēng)機(jī)鉆開孔，孔徑為52mm，孔口管采用50mm，壁厚的熱軋無縫鋼管，鋼管長1m，孔口管應(yīng)埋設(shè)牢固，并有良好的止?jié){措施。注漿時(shí)控制注漿壓力，并注意觀察支護(hù)表面的情況，如有異常，停止施工，并采取措施。徑向注漿見下圖：漿液采用水泥-水玻璃漿液，水泥和水玻璃漿液比一般為1：11:0.6，漿液濃度為1:1.25 1:O.8，水玻璃濃度為35Be,緩凝劑摻量為22.5，注漿壓力控制在0.53.0MPa，施工前需進(jìn)行試注漿，以便取得相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)。注漿過程中做好注漿記錄。3.4 監(jiān)控量測(cè)對(duì)采空區(qū)部位的監(jiān)控量測(cè)進(jìn)行布點(diǎn)加密，頻率加大。重點(diǎn)監(jiān)測(cè)拱頂下沉和周邊收斂，為空腔回填和加

14、回提供指對(duì)依據(jù)。適時(shí)掌握該不良地質(zhì)段的變形位移情況，保障施工安全。3.5 周邊村民用水的臨時(shí)解決措施為緊急解決周邊居民生活及養(yǎng)殖用水問題，按照現(xiàn)場(chǎng)處理會(huì)議要求，采取以下有效措施：（1）香蕉園村的生活用水問題解決采用從山頂水庫引水，在山腰修建水池對(duì)水進(jìn)行凈化過漏處理后向各居民點(diǎn)供水。（2）明族山村的生活用水采用鉆井取水方式解決，井鉆好后安裝抽水泵，新建貯水池，然后再向各居民點(diǎn)供水。離香蕉園村最近的明族山村十三社仍采用從香蕉園村水池引水供應(yīng)。（3）項(xiàng)目部按最快速度采取堵水措施將采空區(qū)地下水進(jìn)行封堵，爭(zhēng)取盡快使煤窯地下水恢復(fù)。4 主要機(jī)械設(shè)備配置主要機(jī)械具體配置詳見下表：序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)單位數(shù)量備注

15、1瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)KZJ001套12便攜式智能光干涉甲烷測(cè)定器CJG10Z臺(tái)153注漿設(shè)備KBY-50/70套24攪拌設(shè)備YLS-1套25汽車砼輸送泵HBT60臺(tái)16排污潛水泵100QW型臺(tái)107挖掘機(jī)CAT320臺(tái)18裝載機(jī)臺(tái)19運(yùn)渣車輛410混凝土運(yùn)輸車輛211電焊機(jī)臺(tái)25 保證措施 5.1 安全保證措施 (1)洞內(nèi)作業(yè)人員作業(yè)前要進(jìn)行安全作業(yè)培訓(xùn)；（2）從事瓦斯隧道施工的所有人員必須經(jīng)過強(qiáng)制性的瓦斯隧道安全技術(shù)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后方可允許上崗；(3)采空區(qū)內(nèi)可能有瓦斯溢出進(jìn)入隧道,故要保持通風(fēng), 因檢修、停電等原因停風(fēng)時(shí),必須撤出人員,切斷電源,恢復(fù)通風(fēng)前,必須檢查瓦斯體積分?jǐn)?shù)，確保安全； (

16、4)建立健全瓦斯檢測(cè)制度 ;施工期間,實(shí)施連續(xù)通風(fēng),將洞內(nèi)各處的瓦斯?jié)舛认♂尩?O.5以下,處理采空區(qū)期間、為了確保施工安全，一方面要加強(qiáng)通風(fēng)，通風(fēng)機(jī)不能停風(fēng)，另一方面要配備瓦檢員，每個(gè)工班配備一名瓦檢員檢測(cè)工作區(qū)瓦斯體積分?jǐn)?shù)，當(dāng)瓦斯?jié)舛刃∮?1.O，CO2濃度小于1.5時(shí)，方可進(jìn)行作業(yè)，當(dāng)瓦斯?jié)舛却笥?時(shí)，附近20m范圍內(nèi)必須立即停止作業(yè)，撤出人員,切斷電源,進(jìn)行處理。檢測(cè)瓦斯的重點(diǎn)部位為拱頂、臺(tái)車頂。 (5) 采空區(qū)處理期間， 洞口有安全員對(duì)每個(gè)進(jìn)洞人員進(jìn)行檢查， 嚴(yán)禁將火源、易燃品或 帶入洞內(nèi)。嚴(yán)禁穿化纖衣服進(jìn)入洞內(nèi)。洞口l Om范圍內(nèi)嚴(yán)禁有明火。 (6) 洞口設(shè)置消防用沙和滅火水池。洞內(nèi)設(shè)置滅火器。（7）加強(qiáng)對(duì)采空區(qū)的超前支護(hù)， 對(duì)拱部采空區(qū)提前進(jìn)行大管棚等注漿加固處理。（8）開挖時(shí)進(jìn)行弱爆破或不爆破，每循環(huán)進(jìn)尺為一榀鋼拱架，盡量減少爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保證施工的絕對(duì)安全。 （9）對(duì)前方地質(zhì)情況進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確掌握掌子面情況。（10）采空區(qū)處理時(shí)，修好安全撤離通道，確保緊急情況時(shí)，人員順利撤離。（11）采空區(qū)注漿及回填砼時(shí)，加強(qiáng)量測(cè)和觀察，注意觀查支護(hù)表面，并埋好監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)，出現(xiàn)裂紋或變形等特殊情況，必要時(shí)現(xiàn)場(chǎng)即時(shí)采取應(yīng)急措施， 確保施工和人員安全。 5.2 質(zhì)量保證措施 （1）預(yù)留變形量：開挖外廓線、架立工字鋼及施作長管棚時(shí)的導(dǎo)向鋼架