眼前山鐵礦露天轉井下主斜坡道工程
里程698m~716m大面積塌方區處理措施
編制人：王詩博
施工單位監理單位：
建設單位設計部門：
工程管理部規劃資源部：
鞍鋼礦山建設****
2023年8月14日
一、基本情況
眼前山露天轉地下開採主斜坡道掘砌工程，在掘進至里程685m時巖種變為綠泥片岩，圍岩較鬆軟易落，遇水變泥，岩石塊用手即可掰斷，頻繁落塊，但沒有發現明顯的節理發育現象，所以初期掘進採取掘進4m隨即進行噴射混凝土4m的短掘短砌方式進行施工，7月30日已掘進至里程716.8m處。近日由於降雨量增大致使巷道內水量增加，巷道內頂部落塊更加頻繁，多次出現大面積塌方，塌方後岩壁呈現出節理、裂隙發育，地質條件不好，存在破碎帶。
期間8月1日清晨，里程700m處右側邊幫發生大面積冒落。
隨即開始清理冒落岩石，8月2日夜間從里程691.3m開始逐段進行鋼筋混凝土支護。
至8月7日上午，已澆築完6架—9m長鋼筋混凝土。
8月7日下午，里程700.3m處又發生大面積冒頂，將新支護的鋼筋混凝土砸壞，摸板、鋼筋拱架也全部損壞。冒落的岩石最大塊長度達2.
5~3m，寬1.5~2m，厚1.2m。
冒落後岩壁暴露出裂隙發育，冒頂區呈倒漏斗狀，冒頂區最高處達4m，兩側片幫最寬處達2.5m。
8月9日凌晨，里程704.8m處再次發生大面積冒落，將已支護的拱部鋼筋混凝土砸壞，摸板、鋼筋拱架等全部損壞。此時混凝土已澆築13.5m。
8月13日清晨4時，里程705m再次發生大面積塌方冒頂，冒落的岩石長2m，寬1m，高1m，共4塊。
根據上述現狀，里程698m~716m段巷道必須採取特殊作業方式才能安全通過。
二、總體施工措施
8月11日經工程部、指揮部、監理單位、岩土公司現場實際分析和研究，決定採取加強支護方式通過冒落段。但8月13日清晨4時再次發生大面積冒落，空區最高處已達5m，而且掉塊現象沒有停止，仍然不斷。根據現場實際情況，原定施工方案已不適於現有條件，經現場分析研究，只有採取注漿方案再進行二次掘進才能安全通過冒落區。
注漿時採用雙液注漿，先將冒落的綠泥岩體採用水泥漿進行快速固化，再將冒頂所有空區用水泥漿充填密實，實現冒落段圍岩穩定。待雙液漿強度上公升至設計強度75%及以上時按設計規格逐段掘進，再採用鋼筋混凝土進行永久支護，然後再進行下一段的注漿、掘進、襯砌施工，如此反覆，直至通過冒落區。
此18m段通過後，建議後期巷道根據巖種情況，如仍是綠泥片岩，採用首先注漿固化圍岩再進行掘進方式予以施工，直至掘進到堅硬的混合巖位置再恢復正常掘進施工。注漿時注漿管布置於巷道設計規格外側，呈放射線型布置。
三、主要施工方法
1、在澆注完混凝土巷道內里程697.5m處採用鋼筋混凝土製作端牆，端牆厚度500mm，雙層鋼筋，與巷道內壁結合嚴密。端牆與鋼筋混凝土巷道內表面採用鋼錨桿進行聯接。
鋼錨桿採用φ22鋼筋，雙層布置，層距430mm，間距400mm。鋼錨桿總長1200mm，錨固深度400mm，外露800mm。
2、綁紮雙層鋼筋網，橫向及縱向鋼筋全部採用φ22鋼筋，間距200mm。橫向鋼筋與鋼錨桿採用綁紮固定。
3、安裝、固定預埋注漿管，注漿管分5層布置成放射線布置，層距1m，間距1m。上部注漿管長短不等，注漿管伸出的端頭需延伸至岩壁。下部3道注漿管以4m長為宜。
4、注漿管固定後進行雙側支模，模板採用φ48mm鋼管固定，鋼管卡扣聯接。內外側模板採用對拉片拉結，對拉片按照500×500mm網格型布置。
5、端牆外側模板及支模鋼管不能拆除，為一次消耗。
6、支模加固後澆注c30混凝土。
7、待混凝土牆體強度達到c20等級後，由下至上、由兩側至中間注漿。注漿完畢後，依據固化時間，採用7655鑿岩機打探眼，間距1000mm，檢查漿液擴散範圍，依據探眼深度確定漿液位置。遇到空段進行補注。
補注的注漿管插入孔眼後，管與混凝土壁接觸部位用油麻打緊。
8、在端牆內側距端牆500mm遠處拱頂部位採用7655鑿岩機鑽孔，按拱頂弧長5等分切割布置4根注漿管，同樣放射線型布置，注漿管深入到岩壁，再次注漿，以保證端牆上部拱頂充填密實。
9、待注漿岩體穩定後，人工拆除混凝土短牆及注漿後矽化碴體，每2公尺一迴圈拆除至荒斷面，拆除時先拱後牆，然後按設計要求施工鋼筋混凝土，每1.5m為乙個施工段。鋼筋混凝土厚度500mm。
如此迴圈直至通過冒落區。
10、注漿用物料及裝置用裝料機、金剛王汽車運輸至作業點，水源取自洞內水箱。
四、注漿引數的確定及工藝流程
(一) 注漿引數的確定
1、注漿壓力確定
a、注漿初始壓力pc=0.15mpa
b、正常注漿壓力pz=0.3mpa
c、注漿最終壓力pj=1.0mpa。最大注漿壓力不超過1.6mpa。
施工時注意牆體變化情況，避免牆體因壓力大而破壞。
2、水泥漿液配比
水泥：水=1：1 ，攪拌時間為3~5min。
3、水泥水玻璃漿液配比
水泥漿：水玻璃漿=1：1 ，水泥採用42.5mpa普通矽酸鹽水泥，水玻璃模數為2.4~3.4，濃度為25~35%，按水泥重量1%摻入無水氯化鈣。
每次施工必須經膠凝時間試驗確定配合比。
4、注漿量估算：端牆前部冒落段總長18m，渣堆高平均3.5m，渣堆頂面距冒落拱頂高度最高6.
4m，冒落寬度平均7.9m；端牆上部空區平均高度2m，冒落寬度平均6.5m，冒落長度5.
2m。漿液損失按1.5計算,須注漿量為:
v1=（18×6.4×7.9÷2+2×6.5×5.2）×1.5=784m3
渣堆注漿量：v2=7.9×3.5×18÷5=100m
合計注漿量：v=v1+v2=884m3
（二） 工藝流程
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攪拌攪拌
注漿幫浦注漿幫浦
輸漿管輸漿管
注漿管注漿點
五、注漿裝置安裝及注漿站布置
主要包括：攪拌機、注漿幫浦排送漿管路、旋塞三通、回漿管、壓力表、清水槽、儲漿槽以及動力線路開關等安裝，空壓機及管路安裝。
1、注漿幫浦：型號為yzb—50l/b型液壓注漿幫浦，兩台（焦作市騰龍裝置廠）。
a、排漿量3—10m3/h
b、工作壓力35kg/cm2
c、外形尺寸1790mm×860mm×1136mm
d、電動機11kw
e、重量450kg
2、攪拌機為自製加工立式1.5m3攪拌機。攪拌槽兩個。
3、混合器採用三通活接管帶逆止閥式混合器，考慮到漿液不能進入壓力表內，做成漿液-氣轉換表座。
4、鑽孔工具採用7655風動鑿岩機。
5、攪拌站、注漿幫浦設在工作面附近，安裝三通管、聯結器、帶逆止器式混合器、壓力表等。
六、注漿施工工藝
1、埋設注漿管、安裝球閥、接注漿幫浦、混合器、壓力表、設定攪拌機，、水箱等。檢查無誤後進入下道工序。
2、清水試壓管路連線好後，關閉進漿閥門開啟各管路閥門開幫浦進行清水試壓，達到0.8mpa並持續15min管路無漏水為合格。
3、染色水試驗用高錳酸鉀配製成紅顏色水用注漿幫浦壓入注漿孔用秒錶記錄注入至流出時間，由此來確定凝膠時間。按配比及用量配製漿液，水泥漿攪拌時確保攪拌時間3—5min，並用比重計測試漿液是否攪拌均勻。攪拌機進料漏斗口放置10×10mm的篩網，防止灰袋紙、石塊等進入幫浦內，注漿進料口也要加10×10mm的篩網。
4、注漿時先開水玻璃幫浦後開水泥漿幫浦，停幫浦時先停水泥幫浦，後停水玻璃幫浦，開始試注漿，吸漿正常，開始正式注漿，設專人觀察壓力變化及檢查各管路是否堵塞，記錄好漿液消耗量，注漿時間、注漿壓力等資料。施工前將不注漿管口用木塞釘死。
5、觀察牆體變化，控制注漿速度，每小時不大於10m3，當牆體移位或管頭混凝土湧出量大於灌注量的0.5倍時停止注漿，更換注漿介面，將原注漿管口用木塞釘死。
6、結束注漿標準：注漿終壓與終量是分析、鑑別質量的重要依據。每次注漿，注漿壓力由小逐漸增大，流量由大到小，注漿孔不再吸漿，並注漿壓力達到終壓時即1.
0mpa，流量小於50—60l/min，穩定20min，牆體無漏，方可結束注漿。
七、質量保證措施
（一）質量控制
施工按甲方和監理認可的主管部門審批的施工方案執行。根據施工程式，嚴把埋管深度、鑽孔深度、配料注漿壓力、注漿量等環節質量關，工程量以實際發生為準，每一道工序均安排專人負責，並記錄好每一道工序的原始資料。
（二）質量保證措施
1、為了掌握漿液效能，注漿前應做以下實驗：用計量準確的計量工具，按照設計配方配料進行施工。
a、凝膠時間實驗，初凝 10—15min，終凝15—20min。
b、漿凝結石體抗壓強度實驗，一天齡期抗壓強度達到7—10kg/cm2。
2、檢查鑽孔深度是否達到要求。
3、注漿管插入孔後周圍用水泥水玻璃膏泥封堵嚴密以防止漏漿。
4、每孔注漿採用波美計檢測漿液濃度，不少於兩次。
5、注漿按程式施工，每段進漿要準確。當壓力突然上公升或從孔壁、地面溢漿時，應立即停止注漿。當發生串漿時可採用降低注漿壓力或採用間歇注漿直到停止注漿。
6、注漿結束後，應先關閉注漿閥，開啟卸壓閥，卸壓後，卸掉膠管，用膠泥封閉，靜停20min後用氣焊割掉注漿管。
7、按規定的壓力注漿以保證裂縫及空隙充填密實。
8、發現跑漿必須採取措施減少浪費，保證注漿效果。
9、每次注漿結束後，裝置及管路及時沖洗，保證系統正常工作。
(三)注意事項
1、禁忌：裂隙岩石注漿開始時用濃的水泥雙液漿壓入。
後果：裂隙岩石中有空隙被濃漿堵塞，影響岩石的注漿效果。
措施：在裂隙岩石注漿時，開始注漿時採用稀水泥雙液漿，在裂隙被浸潤後，漿液濃度逐步增加，並提高注漿壓力。
2、禁忌：一次性注漿管過深。孔距過大。
後果：由於岩石裂隙不均且有泥漿存在，影響水泥雙液漿擴散半徑。中間出現空段，形成空區。
措施：控制每次打孔深度，每次孔深控制在0.5~0.8m，孔距0.5m，每次注漿結束後24h，按原孔道繼續打孔注漿。
3、禁忌：裂隙岩石注漿結束前，不把漿液中的多餘水分排除。
後果：灌入裂隙中的多餘水分不排除，水泥漿液在裂隙中固化，水分蒸發，就會形成細的裂紋，影響加固效果。
措施：用最大的注漿壓力閉漿30~60min，把多餘的水分排除。尤其是頂板及側牆。
4、禁忌：一次掘鑿過深，注漿未及時跟上。
後果：掘鑿深度超過注漿深度，引起二次冒頂。
措施：控制每次掘鑿深度，及時跟上注漿，採用4m釺杆，打孔注漿，每次掘鑿深度不超過0.5m，保證有3m注漿孔道。
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