楊家坡隧道采空區(qū)超前加固施工技術(shù)

王巡

摘要： 采空區(qū)是煤系地層隧道施工不可避免的施工技術(shù)難題，采空區(qū)施工技術(shù)關(guān)系到煤系地層施工施工工期、施工安全、運(yùn)營(yíng)安全等，目前在采空區(qū)施工中已形成許多好的施工技術(shù)，本文以楊家坡高瓦斯隧道采空區(qū)施工為例，對(duì)采空區(qū)超前加固施工技術(shù)進(jìn)行總結(jié)。

Abstract： The goaf is an unavoidable construction technology problem in the construction of coal-bearing formation tunnel. The construction technology of goaf is related to the construction period， construction safety and operation safety of coal-bearing formation. At present， many good constructions technologies have been formed in the goaf construction. With the case study of the goaf construction in Yangjiapo high gas tunnel， this paper summed up the construction technology of advance reinforcement in goaf.

關(guān)鍵詞： 瓦斯隧道；采空區(qū)；超前加固

Key words： gas tunnel；goaf；advanced reinforcement

中圖分類(lèi)號(hào)：U455.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）18-0149-02

0 引言

近年來(lái)瓦斯隧道越來(lái)越多，特別是在煤炭資源豐富的西南地區(qū)。中鐵十七局集團(tuán)第三工程有限公司承建的貴州織畢鐵路楊家坡隧道DK328+400～+985段地表可見(jiàn)煤層的較多露頭，地表開(kāi)挖的小煤洞頻繁多見(jiàn)，為當(dāng)?shù)乩相l(xiāng)私挖濫采所致，近年由于國(guó)家禁止小煤窯的開(kāi)采，洞口已封閉或坍塌，加之開(kāi)采年代久遠(yuǎn)，采空區(qū)具體走向和埋深已難于弄清。采空區(qū)施工加大了瓦斯隧道施工難度，國(guó)內(nèi)外在瓦斯隧道采空區(qū)施工中發(fā)生過(guò)典型的安全事故。如何保障采空區(qū)施工安全、保障隧道工期、降低施工成本，須對(duì)采空區(qū)施工技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

1 工程概況

楊家坡高瓦斯隧道是織畢鐵路全線(xiàn)關(guān)鍵性、重難點(diǎn)控制性工程。楊家坡隧道全長(zhǎng)1737m，隧道出口設(shè)506m的單車(chē)道平導(dǎo)。隧道穿越煤層段落總長(zhǎng)1135m，含煤層21～36層，煤層厚18.04～30.29m，平均24.27m，含煤系數(shù)12.71%。DK328+400～+985段長(zhǎng)度585m，埋深5～40m，地表可見(jiàn)煤層的較多露頭，地表開(kāi)挖的小煤洞頻繁多見(jiàn)，洞口多已封閉或坍塌，加之開(kāi)采年代久遠(yuǎn)，采空區(qū)具體走向和埋深已難于弄清，一些采空區(qū)用黏土和砂頁(yè)巖塊石回填，其中一些鉆孔揭示有水和瓦斯，采空區(qū)位置不定，拱頂、拱腰、隧底均有采空區(qū)發(fā)育，采空區(qū)施工難度大。

隧道施工中，由于采空區(qū)變換頻繁、位置復(fù)雜多變，特別是掌子面正斜前方拱頂1m以上坍塌或已回填的采空區(qū)，探測(cè)難度大，施工中易導(dǎo)致采空區(qū)坍塌形成掌子面塌方。

為保障采空區(qū)施工安全和地表結(jié)構(gòu)安全，結(jié)合楊家隧道復(fù)雜地質(zhì)情況，通過(guò)研究總結(jié)，采用了拱頂采空區(qū)超前預(yù)處理施工技術(shù)。

2 采空區(qū)超前加固施工技術(shù)

采空區(qū)超前加固施工方案如圖3所示。

2.1 采空區(qū)探測(cè)

采用探“地質(zhì)調(diào)查法+物探法+超前鉆探法+釬”并聯(lián)式綜合手段對(duì)圍巖情況、采空區(qū)情況的探測(cè)，達(dá)到相互驗(yàn)證，準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，從而研究總結(jié)出一套適合本隧道的地質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，提高預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度，對(duì)異常地質(zhì)情況認(rèn)真分析，為決策提供依據(jù)。

2.2 施工步驟

①當(dāng)物探發(fā)現(xiàn)前方有異常區(qū)，對(duì)掌子面進(jìn)行洞渣反壓回填，去報(bào)掌子面的穩(wěn)定和安全，同時(shí)形成處理作業(yè)平臺(tái)。

②噴射砼或砂袋碼砌+玻璃纖維錨桿（直徑18mm，單根長(zhǎng)3m，1.2*1.2m梅花形布置）對(duì)掌子面進(jìn)行臨時(shí)封閉。

③從掌子面后方3～5m處上行45°方向施作鉆探驗(yàn)證孔同時(shí)兼做灌砼回填孔?？椎赘叨劝淳嚯x隧道拱頂3～5m控制，一般縱向長(zhǎng)度小于5m的高度為3m，縱向長(zhǎng)度大于5m的高度為5m。布置3個(gè)孔，兩孔作為泵送和出氣孔，另外1個(gè)作為回填檢驗(yàn)孔。

④安裝輸送管，泵送細(xì)石混凝土回填。根據(jù)回填高度要求，回填至回填檢查孔流漿后停止灌注回填。

若是松散堆積體進(jìn)行高壓固結(jié)注漿加固，加固完成后；一般回填砼厚度為拱頂以上3m，注漿固結(jié)深度為5m。

⑤混凝土初凝后，利用反壓體作為工作平臺(tái)進(jìn)行管棚支護(hù)施工，管棚施作完成后必須進(jìn)行管尾臨時(shí)支護(hù)施工，管棚長(zhǎng)度應(yīng)穿越采空區(qū)3m；管棚施工完成后進(jìn)行超前小導(dǎo)管支護(hù)，按臺(tái)階進(jìn)行開(kāi)挖。

3 施工效果

加固處理施工結(jié)束后，對(duì)圍巖變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖6所示。

通過(guò)監(jiān)測(cè)結(jié)果分析總結(jié)可見(jiàn)，通過(guò)采空區(qū)超前加固施工后，圍巖變形穩(wěn)定可控，施工技術(shù)安全高效。

4 結(jié)論

本文根據(jù)瓦斯隧道采空區(qū)施工特點(diǎn)，解決了采空區(qū)客觀(guān)難題，優(yōu)化采空區(qū)施工技術(shù)，采用超前加固技術(shù)，在不揭露采空區(qū)的前提下進(jìn)行加固處理施工，加固完成后安全通過(guò)采空區(qū)，不接避免采空區(qū)回填物、不穩(wěn)定采空區(qū)坍塌，而且有效對(duì)瓦斯采空富水和富氣進(jìn)行提前釋放，有效保障施工和工程結(jié)構(gòu)安全，通過(guò)實(shí)踐運(yùn)用情況總結(jié)分析，該技術(shù)能有效保障采空區(qū)施工安全，對(duì)其他類(lèi)似地質(zhì)隧道有一定指導(dǎo)作用。

該論述主要闡述了楊家坡斯隧道采空區(qū)超前加固施工技術(shù)，但由于經(jīng)驗(yàn)不足，還存在很多不足的地方，請(qǐng)批評(píng)指導(dǎo)。

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