倪禮強
(中鼎國際工程有限責(zé)任公司,江西 南昌330096)
在西北的一些大型井工開采礦井,無軌運輸已有逐步取代傳統(tǒng)的軌道運輸之趨勢。鋪設(shè)混凝土地坪可以有效增加車輛行駛的平穩(wěn)性、提升行駛速度,提高巷道運輸能力,減少車輛損耗。但地坪施工對建井期間的巷道掘進和礦井運輸有一定的影響。如何快速施工井下混凝土地坪,特別是長距離巷道地坪成為快速建井中遇到的新課題??紤]到井下施工環(huán)境和作業(yè)方式的特殊性,結(jié)合地面水泥混凝土路面施工技術(shù),筆者通過多條巷道地坪施工實踐,配套機械化設(shè)備,優(yōu)化工藝流程,取得了較好的進度和質(zhì)量效果。
本文以黃陵一號煤礦西一進風(fēng)巷地坪(巷道斷面見圖1)為例介紹施工過程。地坪長度3000m,寬度5m,厚度460mm,強度C30,一側(cè)設(shè)蓋水溝(見圖2),巷道沿煤層底板掘進(底板以泥巖為主),該巷道主要為礦井行人,材料運輸和主要進風(fēng)通道。
圖1 巷道地坪斷面
圖2 水溝示意
1)方案選擇
方案一:巷道掘進與后巷地坪施工同步進行。此時巷道掘進和地坪施工相互影響,必須采用分左右幅施工,兩者進度和質(zhì)量都會受到影響,特別是地坪縱向施工縫易受巷道底鼓造成翹板,一般情況下只有在一些使用年限短、巷道無水且不易底鼓或礦井運輸緊張且通道單一的巷道地坪施工中采用。
方案二:巷道主體工程完成后再進行地坪施工,巷道掘進和地坪施工互不影響,施工進度和質(zhì)量有保證,總體上節(jié)約了工期。地坪施工區(qū)間采用倒退式施工方案,施工期間采用繞走聯(lián)絡(luò)巷、相鄰巷道和分段開放通行的方法減小地坪施工對礦井運輸?shù)挠绊憽?/p>
此外,考慮到井下通常采用“三八”制連續(xù)作業(yè)、井下溫差小及底板巖性等因素,井下地坪施工通常不設(shè)置施工縫和縮脹縫。
2)施工方法
地坪施工采用自制的雙輥軸攤鋪機攤鋪配合無軌膠輪車運料方法機械化施工,輔以人工整平、振搗、修整及抹面等,應(yīng)用公路施工較為適用的流水作業(yè)。
(1)測量、放樣:在巷道兩幫設(shè)置地坪施工基準(zhǔn)線(布線時水溝側(cè)應(yīng)低于另一側(cè)3~5mm)用于控制地坪厚度,同時恢復(fù)巷道中線(每20m一個點)用于控制水溝線性。
(2)底板處理:施工前先對巷道底板進行實測坡度并按照設(shè)計進行調(diào)整、清理、平整,在巷道低洼處設(shè)置水倉排凈巷道底板積水,干燥處應(yīng)灑水濕潤。
(3)構(gòu)件預(yù)制:在地面設(shè)置攪拌系統(tǒng),預(yù)制水溝模板墊塊、攤鋪機導(dǎo)梁墩臺和水溝蓋板。
(4)設(shè)備安裝:沿巷道縱向等間距(間距6m)布放導(dǎo)梁墩臺,墩臺上鋪設(shè)直徑108mm的鋼管作攤鋪機導(dǎo)梁,雙輥軸攤鋪機(輥軸長4m)架設(shè)在導(dǎo)梁上;水溝整體模板(長度6m)采用墊塊支設(shè),設(shè)備布置見圖3、圖4。
(5)混凝土制作及運輸:在地面設(shè)置混凝土攪拌站、料場和預(yù)制場;制作好的混凝土料采用無軌膠輪車運輸,裝料前在車廂內(nèi)敷設(shè)彩條布,防止運輸過程中漏漿;如果混凝土出現(xiàn)離析,可在工作面進行二次攪拌后使用;砼料的正常供應(yīng)是保證施工進度的關(guān)鍵,生產(chǎn)安排上適當(dāng)增加運輸車輛數(shù)量可以提高單位時間內(nèi)砼料量。
圖3 設(shè)備布置平面示意
圖4 設(shè)備布置剖面示意
(6)混凝土攤鋪:將地面攪拌站拌制好的混凝土用無軌膠輪車運輸?shù)綌備佔鳂I(yè)點,大致均勻地傾倒在巷道底板上,堆放的混凝土面略高于地坪施工基準(zhǔn)線50~100mm,輔以人工初步平整;用3~4臺插入式振搗器對初平的混凝土進行振搗,使混凝土面下降至地坪施工基準(zhǔn)線以上20~50mm;然后用自制的攤鋪機往返2~3遍提漿整平,使混凝土面下降至地坪施工基準(zhǔn)線以上0~5mm。
(7)地坪面處理:攤鋪機整平過后,在混凝土面上鋪設(shè)2塊3500mm×700mm的木板作為抹面平臺,作業(yè)人員站在平臺上取出該段兩側(cè)導(dǎo)梁,空缺位置用混凝土充填并振搗,并進行全寬收漿、抹面;最后用長柄粗毛刷(刷頭進行加重處理)進行拉毛處理;在混凝土初凝后,借助抹面平臺拆除水溝模板。
(8)養(yǎng)護:對混凝土地坪全寬進行灑水塑料膜覆蓋保濕養(yǎng)護。地坪養(yǎng)護7天后方可行人,養(yǎng)護28天后方可行車(開放通行前應(yīng)安裝好水溝蓋板),采用分段逐步開放通行,減少繞行線路長度。
3)施工工藝流程見圖5。
圖5 工藝流程
1)用一對木楔固定和調(diào)整攤鋪機導(dǎo)梁,使導(dǎo)梁頂端高度與地坪施工基準(zhǔn)線一致,可用水平尺進行測量。
2)攤鋪機在往返整平過程中,盡量保持與巷道中線垂直,整平過程中要打開附著式振搗器,提高整平效果和效率。
3)導(dǎo)梁(準(zhǔn)備6根)和水溝模板(準(zhǔn)備3組)均可重復(fù)循環(huán)使用。導(dǎo)梁在整平后及時取出清除殘留混凝土;水溝模板在混凝土初凝后取出清潔表面后涂刷模板油,水溝模板采用鋼板制作成整體模板,溝槽中用交叉的鋼筋焊接作為加強撐防止模板變形。
4)導(dǎo)梁墩柱和水溝模板墊塊在地面上預(yù)制好,其強度應(yīng)與地坪設(shè)計強度一致,如果沒有條件制作大量預(yù)制塊,預(yù)制塊可以同導(dǎo)梁或模板一樣取出重復(fù)循環(huán)使用。
5)水溝蓋板采用角鋼包邊以提高強度,防止車輛壓壞。
6)在煤礦等有瓦斯的礦井施工地坪時,攤鋪機應(yīng)更換防爆電機和開關(guān)盒,或改用人力機械輔助牽引。
7)如果巷道底板容易底鼓,應(yīng)在施工前及時排盡巷道底板積水;同時可以將素混凝土地坪設(shè)計變更為鋼筋混凝土或直接在混凝土加入鋼筋網(wǎng),提高混凝土的抗彎拉強度。
1)整體感觀良好。采用全幅機械化施工的地坪,無接茬,平整度高;且積水不會通過縫隙滲入底板,防止底鼓,延長地坪的使用年限。
2)施工進度快。地坪日攤鋪進度達到50~70m,正規(guī)循環(huán)率高,支導(dǎo)梁和水溝模板同工作面的攤鋪、抹面作業(yè)可平行作業(yè)。黃陵一號煤礦西一進風(fēng)巷3000m地坪實際只用了57天就完成施工(不含養(yǎng)護、開放通行時間)。
3)勞動效率高、強度低。井下作業(yè)人員6~8個,膠輪車司機3~5人,地面攪拌站操作人員2人。
4)本施工方法在多個礦井多條巷道近兩萬米巷道中得到應(yīng)用,進度和質(zhì)量效果良好。