張春智

(咸陽(yáng)非金屬礦研究設(shè)計(jì)院有限公司，陜西 咸陽(yáng) 712000)

1 工程概況

工程建設(shè)地位于四川省宜賓市珙縣巡場(chǎng)鎮(zhèn)，依據(jù)已有地質(zhì)勘探資料，平硐出口埋深3～20m段屬巖溶發(fā)育區(qū)，巖體中等風(fēng)化，裂隙較發(fā)育，巖體極不穩(wěn)定，開(kāi)挖時(shí)易發(fā)生崩塌和掉塊，工程穩(wěn)定性差，屬Ⅳ類(lèi)圍巖。平硐硐身圍巖主要為頁(yè)巖和灰?guī)r，巖石堅(jiān)固性系數(shù)f=11，屬Ⅱ～Ⅳ類(lèi)圍巖；斷層破碎帶，巖體破碎，裂隙發(fā)育，可歸為Ⅳ、Ⅴ類(lèi)圍巖。

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，巖層垂直裂縫較發(fā)育，主要為大氣降雨及地下水滲入的通道，山體內(nèi)巖溶沿此方向發(fā)育，山體內(nèi)有一因礦石開(kāi)發(fā)而出露的溶洞，溶洞長(zhǎng)約50m，走向北東50°，與坡向一致。平硐長(zhǎng)733.6m，坡度1°，寬4.4m，高3.45m，掘進(jìn)斷面面積13.77m2。圍巖分段情況如表1。

2 平硐施工技術(shù)

2.1 硐口形成

根據(jù)工程概況，平硐硐口施工具體方法為：清除硐口附近植被，測(cè)量定位放線，裝載機(jī)清運(yùn)硐口巖堆后開(kāi)挖硐口，大塊巖石利用手風(fēng)鉆穿孔爆破。根據(jù)硐口地質(zhì)和圍巖情況確定進(jìn)硐點(diǎn)，硐口至進(jìn)硐點(diǎn)間采用明槽方式，明槽邊坡1∶0.25。

2.2 硐身掘進(jìn)

平硐硐身掘進(jìn)主要利用4臺(tái)YT- 28型氣腿鑿巖機(jī)同時(shí)鑿巖，鑿孔完畢后，裝藥、堵塞、連線，經(jīng)檢查無(wú)漏裝、錯(cuò)裝、連線正確后，非電導(dǎo)爆管雷管引爆乳化炸藥卷、光面爆破一次成巷。平硐灰?guī)r、頁(yè)巖(圍巖)掘進(jìn)炮孔布置如圖1和圖2。炮孔排列及裝藥量如表2。

2.3 平硐支護(hù)

依據(jù)平硐圍巖地質(zhì)條件，采取錨噴支護(hù)、混凝土澆注聯(lián)合支護(hù)方式，其中錨噴支護(hù)隨平硐掘進(jìn)而跟進(jìn)。

表1 圍巖分段情況

圖1 灰?guī)r圍巖平硐掘進(jìn)炮孔布置圖

圖2 頁(yè)巖圍巖平硐掘進(jìn)炮孔布置圖

表2 炮孔排列及裝藥量

2.3.1 錨噴支護(hù)

初次噴混凝土(C25)完成后，厚度5cm，YT- 28鑿巖機(jī)按橫向、縱向1.8m間距，孔徑φ42mm、深2.5m鑿錨桿孔，注漿機(jī)注入C25砂漿，孔內(nèi)注滿即打入φ22mm鋼錨桿，隨后掛網(wǎng)進(jìn)行二次噴漿，厚度5cm。錨噴支護(hù)順序如圖3，支護(hù)施工布置如圖4。

圖3 錨噴支護(hù)順序

圖4 錨噴支護(hù)施工布置圖

2.3.2 平硐混凝土澆注支護(hù)

平硐口設(shè)攪拌站，JS500型攪拌機(jī)攪拌混凝土，混凝土配比根據(jù)設(shè)計(jì)要求配制。滑動(dòng)支撐組合鋼模板(150m2)，30m3/h的混凝土輸送泵輸送混凝土入模。采用HZ- 50型插入式振搗棒振搗，自然養(yǎng)生。防排水混凝土施工縫設(shè)止水帶，鋪設(shè)縱橫管溝，與硐內(nèi)排水溝相連通。平硐混凝土支護(hù)順序如圖5，澆注支護(hù)施工布置如圖6。

圖5 平硐混凝土澆注支護(hù)順序

圖6 平硐混凝土澆注支護(hù)施工布置圖

3 特殊段施工技術(shù)

3.1 圍巖破碎帶超前小型導(dǎo)管注漿法

平硐掘進(jìn)期遇圍巖破碎帶宜采取超前小型導(dǎo)管注漿法處理，其施工工藝如下。

噴射50mm厚度混凝土封閉工作面，支HEB100型金屬支架，確保支腿穩(wěn)固，拱、墻部與圍巖密實(shí)接觸；YT- 28氣腿式鑿巖機(jī)鑿注漿機(jī)孔，交錯(cuò)布置兩排，其中第一排上傾10°，第二排上傾15°，孔距400～500mm，排距300～400mm；安裝超前φ38mm小型鋼管，長(zhǎng)度3m左右，鋼管周壁鉆φ10mm的孔。噴80～100mm厚度止?jié){墻，單液水泥漿液(加早強(qiáng)劑)注漿作業(yè)，作業(yè)初壓0.1～0.3MPa。注漿后，視地壓情況，用風(fēng)鎬或減弱裝藥量爆破進(jìn)行開(kāi)挖。每開(kāi)挖600～800mm支一榀金屬支架。開(kāi)挖2m左右重復(fù)以上作業(yè)。施工布置如圖7所示。

圖7 超前小型導(dǎo)管注漿法施工布置圖

3.2 圍巖冒頂人工假頂法

平硐掘進(jìn)期遇圍巖冒頂宜采取人工假頂法處理，其施工工藝如下。

采用砌石封閉工作面，預(yù)留注漿孔。注漿漿液視涌水情況選用單液水泥漿液(加早強(qiáng)劑)或水泥—水玻璃漿液。視現(xiàn)場(chǎng)凝結(jié)情況，合理進(jìn)行風(fēng)鎬或減弱裝藥爆破掘進(jìn)。每開(kāi)挖600～800mm進(jìn)行金屬支架支護(hù)，噴射混凝土跟進(jìn)，視地壓情況進(jìn)行短掘短砌作業(yè)。人工假頂法施工如圖8所示。

圖8 人工假頂法施工布置圖

3.3 穿越溶洞插板法

平硐掘進(jìn)期遇溶洞宜采取插板法處理，其施工工藝如下。

預(yù)留出足夠的混凝土支護(hù)厚度，用圓木搭設(shè)成梯形支架。頂部用5cm厚木板或φ16mm半圓木插入，插板間隙20～30cm，木柱間距0.5m，插板長(zhǎng)2.5～3.5m。插板上及縫隙充填竹片、荊芭，以阻擋下滑淤泥及碎石。施工布置如圖9所示。

圖9 插板法施工布置圖

4 施工過(guò)程控制措施

(1)硐口位置采用高精度電子全站儀、紅外測(cè)距儀、水準(zhǔn)儀精確測(cè)定，進(jìn)行平硐貫通定位測(cè)量。平硐施工中心線及縱坡高程用激光指向儀控制。每掘進(jìn)50m，由測(cè)量人員通過(guò)全站儀校正一次，每100m在硐內(nèi)地板上建立測(cè)量控制鋼板樁。另外，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員每10m在墻壁上畫(huà)一個(gè)樁號(hào)，以便隨時(shí)掌握進(jìn)度。

(2)平硐掘進(jìn)作業(yè)面(Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖)宜采用全斷面光面爆破一次成型，Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖宜采用全斷面減弱爆破一次成型，工藝控制超欠挖±10cm。鑿巖作業(yè)由技術(shù)員按施工方案現(xiàn)場(chǎng)布設(shè)孔位，保證鉆孔準(zhǔn)、平、齊、直。

(3)平硐錨噴支護(hù)確保錨桿眼盡量與巖層交叉，鋼筋質(zhì)量符合要求，拱、墻噴漿厚度足夠，硐壁有大面積細(xì)微滲水時(shí)，噴頭宜靠近硐壁；硐壁大面積滲水時(shí)，宜從小處逐步往大處噴，把水趕到一兩個(gè)集中出水處，插入導(dǎo)管；如果是裂隙涌水，用紅膠泥或水泥摻水玻璃封堵，把水趕到集中點(diǎn)，水管導(dǎo)水，隨后噴混凝土；涌水量很大時(shí)，宜采用預(yù)注漿先堵水，然后進(jìn)行錨噴作業(yè)。噴射作業(yè)過(guò)程中要時(shí)刻注意設(shè)備風(fēng)壓平衡，準(zhǔn)確掌握停開(kāi)順序，杜絕膠管出現(xiàn)彎曲和硬彎。操作工須隨時(shí)觀察圍巖、噴層厚度、回彈、粉塵等情況，以便及時(shí)調(diào)整配比。

(4)平硐襯砌采用滑動(dòng)支撐、混凝土輸送泵澆注工藝。施工期須嚴(yán)格控制原材料、混凝土配合比、混凝土攪拌、鋼筋綁扎、模板支撐和混凝土振搗等各項(xiàng)工序的質(zhì)量，并做好砂石、鋼筋、水泥、混凝土和試塊檢測(cè)記錄。設(shè)止水帶，鋪設(shè)縱、橫管溝，與硐內(nèi)排水溝相連通。

(5)對(duì)于圍巖破碎、冒頂且含水量大的施工段，宜用超前探孔探明含水和破碎情況。有突水、突泥可能發(fā)生時(shí)，宜先采用預(yù)注漿堵水，然后錨噴或砌石密閉作業(yè)面，固結(jié)不穩(wěn)定圍巖，錨桿錨固牢靠、噴漿、砌石厚度和材料配比科學(xué)合理，金屬支架支腿支撐必須落到基巖，并與圍巖背實(shí)。插板法處理涌水量大、充填碎石、粘土且呈可流動(dòng)性溶洞時(shí)須確保預(yù)留出足夠的混凝土支護(hù)厚度，圓木、木板及輔助材料數(shù)量充足、質(zhì)量合格，插板間隙和木柱間距符合設(shè)計(jì)要求；處理含水量小、無(wú)充填物或部分充填淤泥且小溶洞時(shí)須進(jìn)行混凝土支護(hù)，確?；炷林ёo(hù)厚度、強(qiáng)度符合實(shí)際要求，拱空區(qū)視具體情況不支護(hù)或充填灌漿處理。

(6)合理選擇、布置風(fēng)機(jī)，加強(qiáng)風(fēng)機(jī)、風(fēng)筒的日常維護(hù)管理，防止漏風(fēng)，備置風(fēng)、電閉鎖裝置，使巷道始終保持新鮮風(fēng)流。

(7)在設(shè)備材料堆放場(chǎng)地周?chē)_(kāi)挖或砌筑截、排水溝，保證排水暢通。預(yù)備雨前的覆蓋材料(帆布、塑料布等)。露天堆放的設(shè)備、材料墊高到離地面一定高度，防潮設(shè)備用苫布覆蓋，防止日曬雨淋。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)采用上述平硐掘進(jìn)分段微差爆破技術(shù)工藝與對(duì)應(yīng)控制措施后，從施工現(xiàn)場(chǎng)效果看，未出現(xiàn)盲炮、斷爆現(xiàn)象及次生冒頂、片幫事故，半孔率好，炮孔利用率高達(dá)92%，平硐成型斷面輪廓線整齊，形成了平順、整齊的硐壁，超欠挖均在10cm以內(nèi)。

(2)錨噴法、混凝土澆注法兩種成熟支護(hù)技術(shù)與相關(guān)對(duì)應(yīng)控制措施的應(yīng)用，不僅滿足了建設(shè)、設(shè)計(jì)和監(jiān)理單位的要求，而且確保了人員、設(shè)備的安全，更重要的是使生產(chǎn)線持續(xù)化。

(3)小型導(dǎo)管注漿法、人工假頂法、插板法等特殊施工工藝的合理選擇與應(yīng)用不僅為平硐的貫通工期提供了保障，而且為項(xiàng)目后期的支護(hù)作業(yè)提供了安全、穩(wěn)定的作業(yè)環(huán)境。

(4)項(xiàng)目所處地工程、水文、環(huán)境地質(zhì)條件復(fù)雜，山體內(nèi)涌水、破碎帶、冒頂、溶洞均有不同程度的顯現(xiàn)，自項(xiàng)目竣工至今已有10余年，平硐從未出現(xiàn)坍塌、出水、硐壁變形等現(xiàn)象，證明上述平硐施工工藝可行，可為類(lèi)似項(xiàng)目提供借鑒經(jīng)驗(yàn)。