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        某礦運(yùn)輸順槽風(fēng)橋設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性分析

        2018-08-26 10:52:26馬建魚
        機(jī)械管理開發(fā) 2018年8期
        關(guān)鍵詞:橋段拓寬工字鋼

        馬建魚

        (山西晉能集團(tuán)長治有限公司三元中能煤業(yè), 山西 長治 046605)

        引言

        某礦一采區(qū)軌道巷、一采區(qū)回風(fēng)巷掘進(jìn)將通過1305運(yùn)輸順槽上方,為保證回風(fēng)及運(yùn)輸需要,在1305運(yùn)輸順槽內(nèi),與一采區(qū)回風(fēng)巷和一采區(qū)軌道巷的交叉處分別架設(shè)風(fēng)橋,為保證安全施工,需研究相應(yīng)的安全技術(shù)措施及模擬分析施工效果[1-4]。

        1 具體措施

        1305運(yùn)輸順槽掘進(jìn),在1305運(yùn)輸順槽內(nèi)一采區(qū)回風(fēng)巷、一采區(qū)軌道巷立體交叉對應(yīng)點(diǎn)處,改變掘進(jìn)寬度,預(yù)留風(fēng)橋風(fēng)墻位置,兩幫各拓寬500mm,長度分別為7.0m和7.5m(生產(chǎn)科給定的一采區(qū)回風(fēng)巷、一采區(qū)軌道巷的中心線兩側(cè)共有長度)。風(fēng)橋處拓寬巷道支護(hù)錨桿排距為1 000mm,左右兩幫分別打設(shè)Φ18.9 mm×5.3 m錨索,距底板1.6 m,排距1m,每排每幫各1根。兩道風(fēng)墻均用水泥砂漿澆筑。先在兩道風(fēng)墻處打設(shè)預(yù)埋錨桿和錨索,外露達(dá)到550mm(增加澆筑墻強(qiáng)度),打設(shè)完畢后,豎好模板,進(jìn)行澆筑,墻體厚度500mm,澆筑后左、右墻間距為5 000mm,墻體高度達(dá)到3 000 mm,長度達(dá)到7 000mm、7 500mm。兩道風(fēng)墻凝固好后(凝固時間不少于72 h),開始在風(fēng)墻上鋪設(shè)工字鋼、豎模板澆筑混凝土。

        2 施工步驟

        施工順序:拓寬→支護(hù)→挖基礎(chǔ)、砌墻→鋪設(shè)風(fēng)橋(工字鋼、吊掛鋼筋網(wǎng))。

        2.1 拓寬

        1305運(yùn)輸順槽掘進(jìn)凈寬為5m,為滿足風(fēng)橋施工,由生產(chǎn)技術(shù)科標(biāo)定具體位置,掘進(jìn)拓寬,每側(cè)拓寬500mm,長度達(dá)到7 000mm、7 500mm。

        2.2 支護(hù)

        按正常掘進(jìn)工序作業(yè),拓寬1m,支護(hù)1m,錨桿、錨索預(yù)緊力達(dá)到要求,外露符合規(guī)定;預(yù)埋的錨桿、錨索外露能滿足固定模板要求,間排距為1 000 mm×1 000mm。

        2.3 挖基礎(chǔ)、砌墻

        在指定位置平整場地,將底板浮煤清理干凈,挖到實(shí)底,豎好模板,開始澆筑混凝土。砌墻做到:砂漿飽滿、均勻、結(jié)合緊密。在澆筑同時,應(yīng)將壁后空隙充填密實(shí)。

        2.4 鋪設(shè)風(fēng)橋

        混凝土墻凝固好后,按照風(fēng)橋施工設(shè)計(jì),開始在墻上鋪設(shè)工字鋼、吊掛鋼筋網(wǎng)。選用11號和25號工字鋼,長度均為5 800mm。

        1)鋪設(shè)工字鋼:①一采區(qū)回風(fēng)巷。以工字鋼下平面為準(zhǔn),在一采區(qū)回風(fēng)巷中心線上鋪設(shè)一根11號工字鋼,然后以195mm為間距在兩側(cè)依次對稱鋪設(shè)1根25號工字鋼、8根11號工字鋼和1根25號工字鋼(外側(cè)的25號工字鋼距墻端頭545mm),共鋪設(shè)工字鋼21根,包括11號工字鋼17根,25號工字鋼4根;②一采區(qū)軌道巷。以工字鋼下平面為準(zhǔn),在一采區(qū)軌道巷中心線上鋪設(shè)一根11號工字鋼,然后以195mm為間距在兩側(cè)依次對稱鋪設(shè)1根25號工字鋼、9根11號工字鋼和1根25號工字鋼(外側(cè)的25號工字鋼距墻端頭510mm),共鋪設(shè)工字鋼23根,包括11號工字鋼19根,25號工字鋼4根。工字鋼在墻上的搭接長度均為400mm。

        2)工字鋼鋪設(shè)完畢后,將規(guī)格為2700mm×1100 mm的鋼筋網(wǎng)用10號鉛絲吊掛在工字鋼下平面,鋪網(wǎng)保證平整,緊貼工字鋼。

        3)鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)完成后,在其下方支好模板,上方用混凝土澆筑,使風(fēng)橋凝成一個整體。風(fēng)橋鋪設(shè)工字鋼示意圖和風(fēng)橋段巷道位置關(guān)系示意圖見第200頁圖1。

        3 數(shù)值模擬分析

        按圖1構(gòu)建數(shù)值模擬模型圖如第200頁圖2、圖3所示。

        從模擬結(jié)果分析可知,風(fēng)橋段巷道圍巖穩(wěn)定、塑性區(qū)范圍小,僅1305運(yùn)輸順槽巷道頂板略有剪切破壞。

        圖1 風(fēng)橋鋪設(shè)工字鋼和風(fēng)橋段空間關(guān)系示意圖(mm)

        圖2 風(fēng)橋段空間關(guān)系模擬示意圖

        4 礦壓觀測

        對采取措施后的1305運(yùn)輸順槽的兩幫及頂?shù)装迨諗窟M(jìn)行了表面位移觀測,巷道圍巖基本穩(wěn)定,頂?shù)装迨諗?5mm、兩幫移近73mm。觀測結(jié)果與實(shí)測值基本吻合,研究結(jié)果表明數(shù)值模擬能為巷道圍巖穩(wěn)定性評判提供很好的依據(jù)。

        圖3 風(fēng)橋段巷道開挖塑性區(qū)分布

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