中梁山隧道K27 707~ 713煤層采空區(qū)專項施工方案（修改版）

1、重慶市軌道交通一號線（沙坪壩-大學城段）工程中梁山隧道工程K27+707K27+713煤層采空區(qū)坍塌處理專項施工方案 批準:中建五局重慶市軌道交通一號線中梁山隧道工程項 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)對周邊影響情況.2. HYPERLINK l _Toc180198042 5采空區(qū)突水、坍塌后現(xiàn)場臨時處理意見. 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.3.5 周邊村民用水的臨時解決措施. HYPERLI

3、NK l _Toc180198044 4 主要機械設備配置.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)坍塌處理專項施工技術(shù)方案1 工程概況 重慶市軌道交通一號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70年代后已封閉，

4、隧道穿越煤層采空區(qū)不良地質(zhì)災害段。2 K27+707K27+713煤層采空區(qū)突水坍塌情況2.1 突水坍塌經(jīng)過隧道掘進至K27+713時，掌子面出現(xiàn)煤層，厚度約30cm60cm，2009年12月18日9：00時，我部施工人員在出完渣后采用挖掘?qū)27+711進行排危處理過程中，K27+712線路右側(cè)突然掉頂，拱頂當即形成了縱向約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)，更不能進行支頂搶險。水量高峰時段達到300m3/h以上,洞內(nèi)積水淹沒。整個坍塌過程持續(xù)了整整一天，當坍塌基本穩(wěn)定時，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)檢測瓦斯?jié)舛鹊陀?.5%。2.4 采空區(qū)對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)達五百人以上。2.5 采空區(qū)突水、坍塌后現(xiàn)場臨時處理意見采空區(qū)突水、坍塌后，中鐵二院監(jiān)理部召集建設單位、地勘單位、設計單位及施工單位相關(guān)人員進行了現(xiàn)場勘察后，緊急召開現(xiàn)場會議，對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)運碴回填，在坍塌處形成施工操作平臺，平臺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，人員順利撤離。(2)先對坍塌處圍巖面素噴C25砼厚15cm，及時封閉圍巖。(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與掌子面穩(wěn)定巖體形成支撐，迎水面采用防水板進行匯水處理，鋪8鋼筋網(wǎng)片后及時噴射C25混凝土，確保塌空區(qū)盡快封閉。 同時預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。適時掌握水流關(guān)閉后的水壓情況。(5)支護I18型鋼2榀/ m，加密縱向連接筋，支護一榀，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?shù)卮迳?/p>

8、進行溝通，在山腰修建水池，從山頂水庫取水并將水引入窯口附近，并臨時在煤窯口處挖集水坑，臨時滿足村民的用水需求。(7)加強洞內(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)場監(jiān)理簽證后計量。(8)具體實施措施施工單位應結(jié)合現(xiàn)場具體情況具體施工。(9)工程量按實際發(fā)生量經(jīng)監(jiān)理現(xiàn)場簽證后計量。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)，制造工作臺階，對塌方影響段進行加固，防止塌方區(qū)擴大；

9、第二步：在設計初支結(jié)構(gòu)外增加鋼骨架，采用掛網(wǎng)噴射將采空區(qū)封閉，然后再按設計圖進行初期支護施工；第三步：初支穩(wěn)定后對采空區(qū)進行混凝土灌注回填，然后對采空區(qū)及其影響段進行注漿堵水加固處理，確保采空區(qū)段結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時預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)封閉并支護具有一定強度后采逐步封堵，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，對塌方空腔不能及時控制，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，為塌腔處理提供工作平臺，也為穩(wěn)固掌子面提供支撐。棄渣從洞外渣場挖運到洞內(nèi)掌子面。工作平臺寬度大于塌方段5米，高度回填到拱頂以下3米處。（2）工作平臺回填后，首先對塌腔臨空面及掌子面噴射15cm厚混凝土進行封閉， 再進行108管棚超前支護，超前108管棚在塌腔范圍內(nèi)，按照環(huán)向間距30cm進行布置，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)初期支護情況，將水進行吸中引排，在集中處安設匯水漏斗，漏斗與160無縫鋼管焊接，鋼管上安裝同樣型號的閥門，以便后期回填時關(guān)閉流動水。封閉前，預留砼泵管和42注漿小導管，便于后期對空腔進行混凝土回填和注漿回填。（3）最后采用微臺階法對坍塌體和工作平臺進行開挖，邊開挖邊支護，開挖進尺每循環(huán)1榀拱架，支護參數(shù)按照該段設計參數(shù)執(zhí)行。外鋼骨架支護表面與設計初期支護之間采用噴射混凝土進行滿噴回填。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C25噴射砼達到一定強度后，支護上方空腔用泵送C30砼回填，砼回填高度按采空區(qū)原底面標高控制，基本在 45 m。泵送砼分三次進行，對混凝土回填后無法密實的部位進行注漿回填，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，同時確保堵住股狀地下水。回填時將閥門關(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）進行內(nèi)全斷面徑向注漿，注漿孔按梅花型布置，每環(huán)設25孔，孔底環(huán)向間距約300c

13、m，縱向間距260cm，注漿孔采用風機鉆開孔，孔徑為52mm，孔口管采用50mm，壁厚的熱軋無縫鋼管，鋼管長1m，孔口管應埋設牢固，并有良好的止?jié){措施。注漿時控制注漿壓力，并注意觀察支護表面的情況，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，施工前需進行試注漿，以便取得相應的現(xiàn)場參數(shù)。注漿過程中做好注漿記錄。3.4 監(jiān)控量測對采空區(qū)部位的監(jiān)控量測進行布點加密，頻率加大。重點監(jiān)測拱頂下沉和周邊收斂，為空腔回填和加

14、回提供指對依據(jù)。適時掌握該不良地質(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)場處理會議要求，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，在山腰修建水池對水進行凈化過漏處理后向各居民點供水。（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。（3）項目部按最快速度采取堵水措施將采空區(qū)地下水進行封堵，爭取盡快使煤窯地下水恢復。4 主要機械設備配置主要機械具體配置詳見下表：序號設備名稱型號單位數(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定器CJG10Z臺153注漿設備KBY-50/70套24攪拌設備YLS-1套25汽車砼輸送泵HBT60臺16排污潛水泵100QW型臺107挖掘機CAT320臺18裝載機臺19運渣車輛410混凝土運輸車輛211電焊機臺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)前要進行安全作業(yè)培訓；（2）從事瓦斯隧道施工的所有人員必須經(jīng)過強制性的瓦斯隧道安全技術(shù)培訓，經(jīng)考試合格后方可允許上崗；(3)采空區(qū)內(nèi)可能有瓦斯溢出進入隧道,故要保持通風, 因檢修、停電等原因停風時,必須撤出人員,切斷電源,恢復通風前,必須檢查瓦斯體積分數(shù)，確保安全； (

16、4)建立健全瓦斯檢測制度 ;施工期間,實施連續(xù)通風,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，一方面要加強通風，通風機不能停風，另一方面要配備瓦檢員，每個工班配備一名瓦檢員檢測工作區(qū)瓦斯體積分數(shù)，當瓦斯?jié)舛刃∮?1.O，CO2濃度小于1.5時，方可進行作業(yè)，當瓦斯?jié)舛却笥?時，附近20m范圍內(nèi)必須立即停止作業(yè)，撤出人員,切斷電源,進行處理。檢測瓦斯的重點部位為拱頂、臺車頂。 (5) 采空區(qū)處理期間， 洞口有安全員對每個進洞人員進行檢查， 嚴禁將火源、易燃品或 帶入洞內(nèi)。嚴禁穿化纖衣服進入洞內(nèi)。洞口l Om范圍內(nèi)嚴禁有明火。 (6) 洞口設置消防用沙和滅火水池。洞內(nèi)設置滅火器。（7）加強對采空區(qū)的超前支護， 對拱部采空區(qū)提前進行大管棚等注漿加固處理。（8）開挖時進行弱爆破或不爆破，每循環(huán)進尺為一榀鋼拱架，盡量減少爆破對圍巖的擾動，保證施工的絕對安全。 （9）對前方地質(zhì)情況進行超前地質(zhì)預報，準確掌握掌子面情況。（10）采空區(qū)處理時，修好安全撤離通道，確保緊急情況時，人員順利撤離。（11）采空區(qū)注漿及回填砼時，加強量測和觀察，注意觀查支護表面，并埋好監(jiān)控量測點，出現(xiàn)裂紋或變形等特殊情況，必要時現(xiàn)場即時采取應急措施， 確保施工和人員安全。 5.2 質(zhì)量保證措施 （1）預留變形量：開挖外廓線、架立工字鋼及施作長管棚時的導向鋼架