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【摘 要】介绍了华乐煤矿副斜井过冲积层措施施工工艺，设备配套，快速施工手段和施工管理，提出了冲积层快速施工的方向。
【关键词】斜井 冲积层 施工技术
化乐煤矿地处贵州省水城县化乐乡境内区内，化乐煤矿副斜井设计全长1325.25m，坡度15°，净断面S=17.6m2，明槽段为钢筋砼支护，副斜井暗槽段由于井筒地质资料不详，设计为钢筋混凝土支护，根据现场实际开挖情况发现，明暗交接处井筒断面的拱基线以下为强风化岩层与7煤层破碎带，拱基线以上主要为冲积层的砂砾石层与淤泥层。淤泥层为相对隔水层，但明槽开挖破坏了淤泥隔水性，砾石层为松散导水层。井筒右侧的地表下的砾石层与猫化河或山下冲沟有水力联系，明槽内的涌水主要来源如此，其涌水量经过测量为22.3m?/h大，地下静水位标高+1438m。按照原设计施工根本无法安全通过井筒冲积层风化岩层破碎段。
综合考虑以上因素，经过方案比较，施工时采取预注浆加固、回填注浆、帷幕注浆堵水措施，支护采用超前管棚+钢格栅+双层钢筋网+喷砼C20支护，支护厚度500mm。（见下表）
一、注浆与支护方案
综合考虑现场实际地质条件，采用了以下注浆与支护方案：①仰坡注浆：注浆孔深度4m，孔间距1.0m。从坡面对暗洞开挖轮廓线外3m范围内的冲积层、破碎岩层进行预注浆加固，以方便管棚孔施工，防止垮塌，进洞前对仰坡砂砾层进行预注浆，达到加固仰坡，减少暗洞开挖垮塌的可能性保证开挖施工安全。②在巷道轮廓线以外500mm位置按200mm间距在巷道拱基线以上布置Ф50×L4000mm超前管棚、并用管棚注浆，暗洞超前管棚注浆，使松散冲积层增加了粘结性，涌水量减至2.5m?/h施工过程中未出现垮塌现象。③短掘短支：及时架设格栅拱、格栅拱为三节棚，棚距为中-中500mm，先用风镐将拱部轮廓尺寸挖好后及时铺网架拱并用5根锚杆将拱架固定，用5根Ф20×L600mm的螺纹钢拉钩与后一架棚拉紧，喷射砼后用风镐挖墙及基础部分、架设柱子方法与拱部相同。④超前导管长度4m，每次施工长度为2.5m、超前导管重叠部分为1.5m，迎头前面留1.5m的保护岩柱。⑤壁后回填注浆：选择合适时机，进行井筒壁后充填注浆，封堵导水空洞，防止和减少地表下沉。
经过以上措施方案的实施施工单位安全通过了井筒斜长25m冲积层段，施工工期30天，并且未出来片帮冒顶质量安全事故。
二、施工方法与工艺
（一）坡面注浆
1.注浆设备及布置
（1）钻孔布置，巷道轮廓线以外布置3排注浆孔、孔深4m、孔间距1.0m两排孔错开呈三花布置。
（2）注浆设备，选用YT-28型风钻钻孔，配Ф42mm （管棚配Ф50柱齿钻头）合金钻头；注浆机型号选用2TGZ-60/210；浆液搅拌采用自制式搅拌机或人工搅拌。注浆机布置在工作面附近，周围放置4个0.5m3左右的铁桶，分别存放水泥浆（量大时配置2个）、水玻璃和清水。
2.注浆材料、注浆方式及浆液配制
注浆材料：采用425#普通硅酸盐水泥；水玻璃模数2.8，波美度40；清水。
浆液：水泥浆液、水泥-水玻璃浆液。
注浆方式：单、双液注浆。
浆液配制：（1）单液水泥浆：水灰比=0.5：1--1：1；（2）双液浆：水泥浆：水玻璃=1：0..6--1：1
3.坡面注浆施工方法
（1）施工前排干仰坡底积水，挖好明槽底集水坑，保证排水能力足够，清除注浆面松散土层，必要时打好坡面施工脚手架工作台。
（2）坡面注浆拟从下至上，从右至左进行，即先注仰坡右侧下部砂砾层风化破碎层，再上部，然后左侧下部，左侧上部，淤泥层高于井筒开挖轮廓线，淤泥层以上可不注。然后加固注浆开挖轮廓线外3m范围内的松散体。最后注明暗交接处的两环超前支护长管棚。坡面支护完成后即可进入暗洞相关施工。
（3）无涌水处注浆可采用单液水泥浆，先稀后浓。设1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1四个比级，注浆压力应较高，采用2-3Mpa，以保证较多的注入量。有较大涌水处注浆应采用双液注浆，水泥浆：水玻璃=1：0..6～1：1，根据注入效果进行相应调整，确保堵水加固作用。
（4）发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、间歇灌浆、坡面喷砼封闭等方法进行处理。
（5）注浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变或改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施处理。
（二）暗洞施工超前管棚注浆
1.因副斜井表土风化岩段松散破碎，与地表水有一定水力联系，井筒需要从地面建筑与公路下穿过施工，为防止掘进施工垮塌引发建筑物下沉开裂，防止对公路交通的影响，必须在施工超前管棚时，利用超前管棚对开挖体进行加固注浆，使之起到堵水加固作用。表土砂砾层内的管棚注浆尤为重要。
2.一般情况情况下，每根管棚都应注浆，为加快施工进度，根据开挖后注浆效果检验，加固效果符合要求时，也可间隔400-600 mm注一根。但砂砾层中的每根超前管棚必须注浆。当工作面顶部涌水较大时，应根据实际情况增加专门注浆用管棚注浆，导水集中，喷砼封闭开挖面，并采用双液注浆。
3.一般情况下管棚注浆压力为2-3Mpa，在跑浆不大，为保证较多的注入量，可适当增加注浆压力。松散破碎层中注入可用较浓度浆液，其他可用较稀的浆液。设1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1四个比级。
（三）壁后回填注浆
1.为减少开挖后地表沉降，增加支护强度，防止地表水流入井下，必须对壁后进行单液注浆。
2.壁后回填注浆应在砼达到70%设计强度后进行。钻孔孔径42mm，并宜进入岩石10cm，注浆管必须专门加工备用。遇有围岩塌陷、超挖较大等特殊情况时，应在该部位预埋注浆管，其数量不应少于2个，位置在现场确定。 3.回填注浆前应对施工缝和混凝土缺陷进行全面检查，对可能漏浆的部位应及时处理。
4.回填灌浆施工应自较低的一端开始，向较高的一端推进。可单孔分序钻进和注浆。
5.一序孔可灌注水灰比为0.6（或0.5）：1的水泥浆，二序孔可灌注1：1和0.6：1（或0.5）：1两个比级的单液水泥浆。
6.回填注浆压力应视混凝土衬砌厚度和配筋情况等确定，可采用0.3-0.5Mpa。应防止过大压力对支护的破坏。
7.回填注浆，在规定的压力下，注浆孔停止吸浆，延续注5min即可结束。
8.回填注浆质量检查应在该部位注浆结束7d后进行。检查孔应布置在脱空较大、串浆孔集中以及注浆情况异常的部位，其数量宜为注浆孔总数的5%。
9.回填注浆质量检查可采用钻孔注浆法，即向孔内注入水灰比2：1的浆液，在规定的压力下，初始10min内注入量不超过10L，认为合格。
（四）帷幕堵水注浆
1.为防止地表水沿井筒周围的裂隙流入井筒，拟选择距离井筒明暗交接处10-15m处向上进行帷幕注浆。当下部围岩破碎时，帷幕注开始点应适当下移，同理条件具备可上移。
2.帷幕注浆宜在该部位的回填注浆结束7d以后进行。
3.注浆孔采用TY28风钻施工，配置Ф42钻头，深度应打入岩层内2.5m以上，采用专用注浆管注浆。注浆管横向按内壁间隔为1m布置（包括巷道底板孔），拱部注浆按圆心径向布置。纵向按2-3m一排布置。根据后注孔压水试验确定合适的排距。
4.初步确定注浆压力为3-4Mpa，必要时可适当增加，以保证注浆效果。注浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压。
5.注浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、间歇注浆等方法进行处理。
6.多孔串浆时应将串浆孔用塞塞住，待注浆孔结束后，对串浆孔再行扫孔、冲孔或补打，而后继续钻进和注浆。
7.采用单液水泥浆液，可采用水灰比为2：1、1：1、0.6：1三个比级。个别涌水较大的地段应采用水泥水玻璃双液浆。
8.在规定的压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续注30min，或不大于1L/min时，继续灌注60min，灌浆可以结束。
9.注浆段注入量大，注浆难于结束时，可选用下列措施处理：
（1）低压、浓浆、限流限量、间歇灌浆；
（2）浆液中掺加速凝剂；
（3）灌注双液浆。
10.当注浆压力保持不变，注入浆持续减少时，或当注入浆不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h， 而灌浆压力和注入浆率均无改变或改变不显著时，应该浓一级。当注入浆大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。
11.注浆过程中，灌浆压力或注入浆突然改变或改变较大时，应立即查明原因，加强观察井壁，采取相应的措施处理。
12.在注浆前应用压力水进行裂隙冲洗，直到回水清净时止。冲洗压力可为灌浆压力的80%，若该值大于1MPa时，采用1MPa。
13.注浆应按环间分序、环内加密的原则进行，确保注浆效果。
14.注浆质量压水试验检查宜在该部位灌浆结束3-7d后进行，检查孔的数量不宜少于灌浆孔总数的5%。孔段合格率应在80%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。
三、保证措施
1.工作面及明槽涌水配备足够的排水设备，能及时排出涌水，确保注浆顺利进行。
2.注浆泵必须专人操作，严格按操作规程操作，每班安排机修、电工各一人值班，及时处理机电故障，确保连续作业。
3.注浆前先用清水试压，压力调至终压的1.5倍，维持该压力30分钟，检查注浆机及各管路的耐压情况，发现问题及时处理或更换。
4.注浆管必须安装牢固，防止注浆管跑水、跑浆，甚至崩脱失去控制，造成事故。
5.值班队干必须经常性地注意注浆压力表，严禁超过终压注浆，以防止管路及止浆岩帽、井壁高压破坏。
6.注浆时要及时调整设计配合比，注意观测和记录注浆压力和吸浆量的变化情况，水泥浆下井后应经常搅拌，防止水泥沉淀，并经常测定水玻璃的波美度，搞好注浆质量。
7.发生管路堵塞时，应先卸压，关闭孔口管处闸阀，然后进行处理。
8.注浆孔注浆完毕后，要关闭闸阀，并用清水清洗注浆泵、管路及压力表，防止堵管等。
9.值班队干全面负责钻孔、注浆作业工作，密切注意井帮及工作面等异常情况，发现问题，及时处理。
10.后期在井筒中部平行注浆作业时，必须有可靠的脚手架工作台，并安排专人观察提升情况，提升时不得平行作业。在注浆工作面处安装与信号室联系的信号装置。
四、结语
依靠科技，结合实际情况，精心组织，科学管理，是加快斜井特殊地段施工的有效途径。
参考文献：
[1]《煤矿建设安全规定》煤基字〔2006〕第535号；
[2]《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》煤安监办字[2004]24号；
[3]《锚杆喷射砼支护技术规范》GB50086—2002；
[4]《锚喷支护工程质量检测规程》（MT/T5015-96）
[5]《煤矿井巷工程施工规范》（GB50511-2010）；
[6]《煤矿井巷工程质量验收规范》（GB50213-2010）
[7]《煤矿安全规程》（2011年）；
【关键词】斜井 冲积层 施工技术
化乐煤矿地处贵州省水城县化乐乡境内区内，化乐煤矿副斜井设计全长1325.25m，坡度15°，净断面S=17.6m2，明槽段为钢筋砼支护，副斜井暗槽段由于井筒地质资料不详，设计为钢筋混凝土支护，根据现场实际开挖情况发现，明暗交接处井筒断面的拱基线以下为强风化岩层与7煤层破碎带，拱基线以上主要为冲积层的砂砾石层与淤泥层。淤泥层为相对隔水层，但明槽开挖破坏了淤泥隔水性，砾石层为松散导水层。井筒右侧的地表下的砾石层与猫化河或山下冲沟有水力联系，明槽内的涌水主要来源如此，其涌水量经过测量为22.3m?/h大，地下静水位标高+1438m。按照原设计施工根本无法安全通过井筒冲积层风化岩层破碎段。
综合考虑以上因素，经过方案比较，施工时采取预注浆加固、回填注浆、帷幕注浆堵水措施，支护采用超前管棚+钢格栅+双层钢筋网+喷砼C20支护，支护厚度500mm。（见下表）
一、注浆与支护方案
综合考虑现场实际地质条件，采用了以下注浆与支护方案：①仰坡注浆：注浆孔深度4m，孔间距1.0m。从坡面对暗洞开挖轮廓线外3m范围内的冲积层、破碎岩层进行预注浆加固，以方便管棚孔施工，防止垮塌，进洞前对仰坡砂砾层进行预注浆，达到加固仰坡，减少暗洞开挖垮塌的可能性保证开挖施工安全。②在巷道轮廓线以外500mm位置按200mm间距在巷道拱基线以上布置Ф50×L4000mm超前管棚、并用管棚注浆，暗洞超前管棚注浆，使松散冲积层增加了粘结性，涌水量减至2.5m?/h施工过程中未出现垮塌现象。③短掘短支：及时架设格栅拱、格栅拱为三节棚，棚距为中-中500mm，先用风镐将拱部轮廓尺寸挖好后及时铺网架拱并用5根锚杆将拱架固定，用5根Ф20×L600mm的螺纹钢拉钩与后一架棚拉紧，喷射砼后用风镐挖墙及基础部分、架设柱子方法与拱部相同。④超前导管长度4m，每次施工长度为2.5m、超前导管重叠部分为1.5m，迎头前面留1.5m的保护岩柱。⑤壁后回填注浆：选择合适时机，进行井筒壁后充填注浆，封堵导水空洞，防止和减少地表下沉。
经过以上措施方案的实施施工单位安全通过了井筒斜长25m冲积层段，施工工期30天，并且未出来片帮冒顶质量安全事故。
二、施工方法与工艺
（一）坡面注浆
1.注浆设备及布置
（1）钻孔布置，巷道轮廓线以外布置3排注浆孔、孔深4m、孔间距1.0m两排孔错开呈三花布置。
（2）注浆设备，选用YT-28型风钻钻孔，配Ф42mm （管棚配Ф50柱齿钻头）合金钻头；注浆机型号选用2TGZ-60/210；浆液搅拌采用自制式搅拌机或人工搅拌。注浆机布置在工作面附近，周围放置4个0.5m3左右的铁桶，分别存放水泥浆（量大时配置2个）、水玻璃和清水。
2.注浆材料、注浆方式及浆液配制
注浆材料：采用425#普通硅酸盐水泥；水玻璃模数2.8，波美度40；清水。
浆液：水泥浆液、水泥-水玻璃浆液。
注浆方式：单、双液注浆。
浆液配制：（1）单液水泥浆：水灰比=0.5：1--1：1；（2）双液浆：水泥浆：水玻璃=1：0..6--1：1
3.坡面注浆施工方法
（1）施工前排干仰坡底积水，挖好明槽底集水坑，保证排水能力足够，清除注浆面松散土层，必要时打好坡面施工脚手架工作台。
（2）坡面注浆拟从下至上，从右至左进行，即先注仰坡右侧下部砂砾层风化破碎层，再上部，然后左侧下部，左侧上部，淤泥层高于井筒开挖轮廓线，淤泥层以上可不注。然后加固注浆开挖轮廓线外3m范围内的松散体。最后注明暗交接处的两环超前支护长管棚。坡面支护完成后即可进入暗洞相关施工。
（3）无涌水处注浆可采用单液水泥浆，先稀后浓。设1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1四个比级，注浆压力应较高，采用2-3Mpa，以保证较多的注入量。有较大涌水处注浆应采用双液注浆，水泥浆：水玻璃=1：0..6～1：1，根据注入效果进行相应调整，确保堵水加固作用。
（4）发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、间歇灌浆、坡面喷砼封闭等方法进行处理。
（5）注浆过程中，灌浆压力或注入率突然改变或改变较大时，应立即查明原因，采取相应的措施处理。
（二）暗洞施工超前管棚注浆
1.因副斜井表土风化岩段松散破碎，与地表水有一定水力联系，井筒需要从地面建筑与公路下穿过施工，为防止掘进施工垮塌引发建筑物下沉开裂，防止对公路交通的影响，必须在施工超前管棚时，利用超前管棚对开挖体进行加固注浆，使之起到堵水加固作用。表土砂砾层内的管棚注浆尤为重要。
2.一般情况情况下，每根管棚都应注浆，为加快施工进度，根据开挖后注浆效果检验，加固效果符合要求时，也可间隔400-600 mm注一根。但砂砾层中的每根超前管棚必须注浆。当工作面顶部涌水较大时，应根据实际情况增加专门注浆用管棚注浆，导水集中，喷砼封闭开挖面，并采用双液注浆。
3.一般情况下管棚注浆压力为2-3Mpa，在跑浆不大，为保证较多的注入量，可适当增加注浆压力。松散破碎层中注入可用较浓度浆液，其他可用较稀的浆液。设1：1、0.8：1、0.6：1、0.5：1四个比级。
（三）壁后回填注浆
1.为减少开挖后地表沉降，增加支护强度，防止地表水流入井下，必须对壁后进行单液注浆。
2.壁后回填注浆应在砼达到70%设计强度后进行。钻孔孔径42mm，并宜进入岩石10cm，注浆管必须专门加工备用。遇有围岩塌陷、超挖较大等特殊情况时，应在该部位预埋注浆管，其数量不应少于2个，位置在现场确定。 3.回填注浆前应对施工缝和混凝土缺陷进行全面检查，对可能漏浆的部位应及时处理。
4.回填灌浆施工应自较低的一端开始，向较高的一端推进。可单孔分序钻进和注浆。
5.一序孔可灌注水灰比为0.6（或0.5）：1的水泥浆，二序孔可灌注1：1和0.6：1（或0.5）：1两个比级的单液水泥浆。
6.回填注浆压力应视混凝土衬砌厚度和配筋情况等确定，可采用0.3-0.5Mpa。应防止过大压力对支护的破坏。
7.回填注浆，在规定的压力下，注浆孔停止吸浆，延续注5min即可结束。
8.回填注浆质量检查应在该部位注浆结束7d后进行。检查孔应布置在脱空较大、串浆孔集中以及注浆情况异常的部位，其数量宜为注浆孔总数的5%。
9.回填注浆质量检查可采用钻孔注浆法，即向孔内注入水灰比2：1的浆液，在规定的压力下，初始10min内注入量不超过10L，认为合格。
（四）帷幕堵水注浆
1.为防止地表水沿井筒周围的裂隙流入井筒，拟选择距离井筒明暗交接处10-15m处向上进行帷幕注浆。当下部围岩破碎时，帷幕注开始点应适当下移，同理条件具备可上移。
2.帷幕注浆宜在该部位的回填注浆结束7d以后进行。
3.注浆孔采用TY28风钻施工，配置Ф42钻头，深度应打入岩层内2.5m以上，采用专用注浆管注浆。注浆管横向按内壁间隔为1m布置（包括巷道底板孔），拱部注浆按圆心径向布置。纵向按2-3m一排布置。根据后注孔压水试验确定合适的排距。
4.初步确定注浆压力为3-4Mpa，必要时可适当增加，以保证注浆效果。注浆应尽快达到设计压力，但注入率大时应分级升压。
5.注浆过程中，发现冒浆、漏浆，应根据具体情况采用嵌缝、表面封堵、低压、浓浆、限流、间歇注浆等方法进行处理。
6.多孔串浆时应将串浆孔用塞塞住，待注浆孔结束后，对串浆孔再行扫孔、冲孔或补打，而后继续钻进和注浆。
7.采用单液水泥浆液，可采用水灰比为2：1、1：1、0.6：1三个比级。个别涌水较大的地段应采用水泥水玻璃双液浆。
8.在规定的压力下，当注入率不大于0.4L/min时，继续注30min，或不大于1L/min时，继续灌注60min，灌浆可以结束。
9.注浆段注入量大，注浆难于结束时，可选用下列措施处理：
（1）低压、浓浆、限流限量、间歇灌浆；
（2）浆液中掺加速凝剂；
（3）灌注双液浆。
10.当注浆压力保持不变，注入浆持续减少时，或当注入浆不变而压力持续升高时，不得改变水灰比。当某一比级浆液的注入量已达300L以上或灌注时间已达1h， 而灌浆压力和注入浆率均无改变或改变不显著时，应该浓一级。当注入浆大于30L/min时，可根据具体情况越级变浓。
11.注浆过程中，灌浆压力或注入浆突然改变或改变较大时，应立即查明原因，加强观察井壁，采取相应的措施处理。
12.在注浆前应用压力水进行裂隙冲洗，直到回水清净时止。冲洗压力可为灌浆压力的80%，若该值大于1MPa时，采用1MPa。
13.注浆应按环间分序、环内加密的原则进行，确保注浆效果。
14.注浆质量压水试验检查宜在该部位灌浆结束3-7d后进行，检查孔的数量不宜少于灌浆孔总数的5%。孔段合格率应在80%以上，不合格孔段的透水率值不超过设计规定值的50%，且不集中，灌浆质量可认为合格。
三、保证措施
1.工作面及明槽涌水配备足够的排水设备，能及时排出涌水，确保注浆顺利进行。
2.注浆泵必须专人操作，严格按操作规程操作，每班安排机修、电工各一人值班，及时处理机电故障，确保连续作业。
3.注浆前先用清水试压，压力调至终压的1.5倍，维持该压力30分钟，检查注浆机及各管路的耐压情况，发现问题及时处理或更换。
4.注浆管必须安装牢固，防止注浆管跑水、跑浆，甚至崩脱失去控制，造成事故。
5.值班队干必须经常性地注意注浆压力表，严禁超过终压注浆，以防止管路及止浆岩帽、井壁高压破坏。
6.注浆时要及时调整设计配合比，注意观测和记录注浆压力和吸浆量的变化情况，水泥浆下井后应经常搅拌，防止水泥沉淀，并经常测定水玻璃的波美度，搞好注浆质量。
7.发生管路堵塞时，应先卸压，关闭孔口管处闸阀，然后进行处理。
8.注浆孔注浆完毕后，要关闭闸阀，并用清水清洗注浆泵、管路及压力表，防止堵管等。
9.值班队干全面负责钻孔、注浆作业工作，密切注意井帮及工作面等异常情况，发现问题，及时处理。
10.后期在井筒中部平行注浆作业时，必须有可靠的脚手架工作台，并安排专人观察提升情况，提升时不得平行作业。在注浆工作面处安装与信号室联系的信号装置。
四、结语
依靠科技，结合实际情况，精心组织，科学管理，是加快斜井特殊地段施工的有效途径。
参考文献：
[1]《煤矿建设安全规定》煤基字〔2006〕第535号；
[2]《煤矿安全质量标准化标准及考核评级办法》煤安监办字[2004]24号；
[3]《锚杆喷射砼支护技术规范》GB50086—2002；
[4]《锚喷支护工程质量检测规程》（MT/T5015-96）
[5]《煤矿井巷工程施工规范》（GB50511-2010）；
[6]《煤矿井巷工程质量验收规范》（GB50213-2010）
[7]《煤矿安全规程》（2011年）；