隧道采空区施工方案

新西山坪隧道采空区施工方法一、工程概况新西山坪隧道全长3293.49m(YDK117+371.51〜YDK120+665);本隧道位于既有西山坪隧道(2938.50m)右侧，进口位于半径为3500米的左偏曲线上，洞身部分位于直线上，出口位于半径为2800的右偏曲线上，其进口段YDK117+371.51〜+451.51段80m已在既有线施工中完成，结合既有隧道一起建成，本次设计新建隧道长3213.49m。隧道里程YDK118+270处设计有一纵向变坡点，其隧道内YDK117+371.51〜YDK118+270段(898.49m)为3.0%。的上坡，YDK118+270-YDK120+665段(2395m)为5.1%的下坡。洞内YDK118+550〜YDK118+630段80m， YDK119+330〜YDK118+390段60m范围可能遇采空区或通过采空区影响带，根据既有线施工情况，含煤地层为煤线，矿化度低,较松散，衬砌采用V级加强结构。线路大约在YDK118+553〜+623与复兴隆二井、和平煤矿的煤层采空区在平面上大角度相交，该井与和平井在本段也合二为一，根据既有线和收集巷道坡度资料推算，既有线处煤层底板标高215.12m,既有线路标高235.8m,按洞高3m计，既有线隧道底板厚度17.68m,但由于隧道开采年代久远,废弃多年,煤层采空区资料准确性低,可能对新建二线影响较大；在YDK119+328〜+381与煤层采空区在平面上约36度相交,据既有线和收集巷道坡度资料推算,此次煤层底板标高在285m以上，既有线路标高232.3m,按洞高3m计，既有线隧道顶板厚度约50m,如上述煤层采空区资料准确性低，不排除对新建二线影响较大。地震动峰值加速度0.05g;地下水只要有第四系松散岩类空隙水、基岩裂隙水，地下水化学腐蚀环境等级H1;隧道涌水量约6000m3/d。该段T3xj3含煤地层存在瓦斯问题，瓦斯含量较低。二、主要施工方法1、工序图1工序循环作业图超前地质探测必须作为主要施工手段纳入施工工序中。根据现有

地质资料：YDK118+550〜YDK118+630段自采空区中间通过，该段采空资料不明，极有可能遇到基底空虚、巷道空洞、拱顶塌陷、突水突泥、坑道瓦斯涌出等病害情况；YDK119+328〜+381段自采空区下方47m处通过，虽然顶板比较厚，但该段地质条件及采空区资料不详细，不排除可能遇到煤层、瓦斯、巷道空洞等情况。因此，超前地质探测预报的重要性可想而知。2、超前地质探测地质数据资料采集

系统洞身施工隧施工期地质 '超前预报系地质数据资料采集

系统洞身施工隧施工期地质 '超前预报系统有孔探测系统

（TSP、钻探等）施工地质资料处理(软件)超前地质预报(软件)无孔探测系统

（地质雷达探测等）工程地质反馈超前地质预报系统工作路线框图I、地质数据资料采集尽量调集既有线施工资料，了解既有线施工时遇到的病害情况及处理方法；尽量在当地寻找知情老百姓收集采空区资料，以便可以更详细的了解该段的施工地质情况，做到对可能遇到施工难点心中有数。II、有孔探测有孔探测是施工过程当中最常用到的探测方法，其操作简单，既有施工设备条件也能满足要求。主要方法为：采用空9空心钻钻孔，钻孔位置孔顶中一个，边墙最大跨左右各一个，隧道下部左右边墙处各一个。根据岩芯和钻进过程中出露的岩粉、钻速和水质情况，判断前方水文、地质条件；取岩芯，并利用岩芯作试样进行试验，对钻进的地质状态进行判断；钻速测试，根据钻机在岩石中的钻进速度和岩石特性之间的关系来判断。在隧洞开挖正面布置钻孔，根据钻孔深度，可探测到前方30〜50m范围内的地质情况。YDK118+550〜YDK118+630段施工加强超前探孔探测隧道下部采煤巷道，探孔每隔10m设置一处，每处设3个探孔，探深15m,并根据现场实际情况调整探测深度和探孔分部。根据探测结果综合分析，必要时进行基底加固。III、 无孔探测无孔探测如：TSP－203超前地质预报系统、地质雷达探测、防爆红外线探测仪等。施工每100〜150m委托相关资质单位进行探测。IV、 地质预报信息反馈派专人负责：建立一个地质信息系统，通过各种方法收集地质信息，输入信息处理系统，进行综合分析、判断，并将处理结果反馈给施工现场，及时调整施工方法和参数。然后从施工过程中获取新的地质信息，更新地质信息系统，经处理后，再一次反馈给施工现场，如此往复。通过地质信息系统的及时、准确预报，为信息化施工提供决策依据。3、超前支护根据超前地质预报反馈信息，如前方遇到拱顶巷道、开采空洞、留碴破碎层等，必须采取超前支护通过。、拱顶巷道如果巷道与隧道联通时，超前探孔探测：巷道内是否虚碴覆盖、积水多大、淤泥多深、瓦斯浓度等情况，以便确定施工方案。a、探明巷道内情况后，如果水大，淤泥多，虚碴方比较大，则利用地质钻打孔，将水排出；插入©10钢花管，钢花管深至巷道顶部，利用喷射机向巷道内吹砂，待砂满后，注水玻璃，注浆压力2.0Mpa;相交较大处，可视情况调整钢花管根数及注浆范围；最后根据巷道与隧道相交宽度，施工超前小导管或者@89大管棚，注水泥浆，压力1.0Mpa。超前支护完成，即可进行开挖。开挖时必须遵循，短进尺、弱爆破、快支护的原则，快速封闭成环，二衬紧跟。二衬施作时，防排水系统加密，可能时，可在巷道内插入42mm钢管，将水引入隧道排水沟中。如图2所示。b、若水小，泥少，虚碴少。可将联通道挖开即可。初期支护紧跟，并埋入42mm钢管连接至隧道排水沟中。最后二衬尽快施作。、开采空洞利用地质钻打孔，将空洞水排出；插入@110钢花管，钢花管深至洞顶，利用喷射机向巷道内吹砂，待砂满后，注水泥浆，注浆压力1.0Mpa；相交较大处，可视情况调整钢花管根数及注浆范围；最后根据空洞宽度，施工超前小导管或者@89大管棚，注水泥浆，压力1.0Mpa。超前支护完成，即可进行开挖。开挖时必须遵循，短进尺、弱爆破、快支护的原则，快速封闭成环，二衬紧跟。、留碴破碎层探明情况后，使用超前小导管或者@89大管棚，注水泥浆，压力1.0Mpa。开挖时必须遵循，短进尺、弱爆破、快支护的原则，快速封闭成环，二衬紧跟。4、瓦斯及天然气隧道穿越煤矿区，瓦斯及天然气丰富，虽然有可能已经采空，但不排除坑道聚气涌出，瓦斯缓慢渗出、喷出等情况，对隧道施工造成严重威胁。隧道施工中，必须采取措施将工作面瓦斯浓度降至1%以下才能钻爆掘进。为加快瓦斯排放速度，避免事故发生，必须建预报系统。充分做好钻孔超前探测预报工作，并派专人持瓦斯浓度探测仪进行探测，做到细微变化都能察觉的程度，并将信息反馈至作业队伍，指导施工。具体方法如下：a、向工作面前方钻若干个孔，使钻孔范围的瓦斯提前排放出来，使裂隙逐渐卸压，应力集中带逐渐移往裂隙深处，从而在一定范围内消除或降低瓦斯突出的危险。超前钻孔：在工作面按平行与隧道掘进方向或略向外倾斜布置钻孔。孔径一般为75〜300mm，孔深一般在15m以上。钻孔控制在开挖断面周边外2〜3m的范围。超前距离：超前距离是超前孔的长度与允许掘进长度的长度之差。超前距离不小于5m,即每次掘进均能保留不小于5m的经过瓦斯排放和应力转移的安全距离。注意事项：在超前钻孔过程中,随着已完钻孔的增多,瓦斯的排放量将逐渐增大，因此需要加强对工作面瓦斯浓度的检测，当工作面瓦斯浓度超过1.5%时必须停止钻孔，待其浓度降至允许范围后再继续作业。b、采用半断面、微台阶的施工方法，台阶长度控制在3~5m,在开挖上半段面前，视围岩情况进行超前小钢管或设超前锚杆补强，开挖后及时喷锚。必须及时铺底或施做仰拱，及时用气密性砼做全封闭衬砌。当超前孔排放瓦斯的效果不够理想时，采用深孔松动爆破，炮眼直径采用42mm，深为8〜12m,装药长度为孔深减去5.5〜6.0m，药卷必须送至孔底，每个药卷1个雷管；采用孔内外大串联连线方式。爆破前必须停电，人员全部撤出洞外，在洞外控制爆破。C、防治瓦斯爆炸措施降低洞内瓦斯浓度：措施主要是加强通风，确保洞内风速保持在0.25m/s以上。瓦斯浓度防爆限值达到1.5%：发出报警，撤出人员，停止一切作业，加速通风，同时打开高压风阀门进行送风。超过1%：发警戒信号，指挥员、安全员随时监测，禁止放炮，切断掌子面电源，加强通风。超过0.5%：洞内所有设备均应是矿用防暴型，发出第一次警报，加强监测，强化通风。超过0.25%：停止洞内焊接作业。低于0.25%：正常作业及通风。防火措施：使用毫秒雷管和煤矿安全炸药，雷管总延期不得超过130ms;深度小于0.6m的炮眼严禁放炮。洞内机械设备均采用防爆型。出碴进料采用有轨运输，洞内禁止进行电焊、气焊作业，特殊的、不可避免的焊接，在焊接过程中要有检测人员旁站检测，瓦斯浓度需低于0.5%。施工人员严禁穿戴化纤衣物进洞，不使用各种塑料管材。为防治产生撞击火花，装碴前要将石碴洒水湿润，拆卸钢模板和铺设轨道时，均使用木锤。5、 初期支护初期支护依据‘岩变我变'的原则，及时调整支护参数，及早封闭围岩，防止瓦斯、天然气渗出。6、 仰拱填充必须及时铺底或施做仰拱，及时用气密性砼做全封闭支护。施工中每一次仰拱填充循环都必须对隧底进行探测，目前已知YDK118+550〜YDK118+630段自采空区中部通过，隧道下部可能存在巷道，采空洞室等。隧道施工开挖及施作仰拱前必须采用大量探、物探等措施进行超前探测。探孔每隔10m设置一处，每处设3个探孔，探深15m,并根据现场实际情况调整探测深度和探孔分部。根据探测结果综合分析，必要时进行基底加固。具体加固措施如下：基底采用①76钢花管注浆加固，间距1.2m，梅花形布置，加固深度为20.0m。见图3。注浆材料——根据钻孔揭示的隧底情况酌情采用，空洞选采用掺加速凝剂的浓浆、超细水泥浆，一般采空区破碎带和煤巷回填体可选水泥沙浆，水泥标号不能少于32.5。注浆配合比，注浆终压一一水灰比一般0.5〜1.0、注浆压力一般1〜2Mpa，具体可根据现场注浆试验结果适当调整；单孔注浆结束条件：“注浆压力逐步升高，达到设计终压并继续10min以上，进浆速度为开始进浆速度的1/4；有一定的注入量，一般当注浆量小于10L/min”即可结束，但要求隧道纵向每隔10m设检查孔。检查孔应取岩心观察浆液充填饱满，并通过压水检查：在1Mpa的压力下，观察进水量是否小于1L/min.m,如不合格应补钻孔注浆。根据探明的地质情况，采空区及采煤巷道范围内每20m设置一道环向沉降缝，沉降缝用沥青麻絮填充。7、 监控量测监控量测作为隧道施工的主要指导手段，必须纳入施工工序当中。我隧道施工至采空区时，监控量测点进行加密。每8m一个量测断面，拱顶一个点，边墙四个点，隧底中线处一个点。量测频率每天3次，稳定后每天1次。严密监控隧道围岩的变化及隧道下沉情况，及时将信息反馈。当变化异常时，及时采取相应措施进行处理。8、 衬砌及时施作衬砌，衬砌砼采用气密性砼。根据探明的地质情况，采空区及采煤巷道范围内每20m设置一道环向沉降缝，与仰拱沉降缝连成一个断面，沉降缝用沥青麻絮填充。三、注意事项1、超前地质探测必须严格谨密，不能