一种超大断面硐室掘进爆破方法

摘要

本发明属于矿山井建工程施工建设技术领域，具体涉及一种超大断面硐室掘进爆破方法。包括：施工措施天井、施工上导硐、硐室拱部施工及支护、施工硐室墙中部层施工、硐室支护施工，采用导硐联合施工的方法，不仅可以在很大程度上降低施工难度，缩短工期，而且可以降低施工安全风险，大大提高了安全可靠度；采用上下导硐、两侧导硐及措施溜井联合施工的方法，并采用光面爆破、预裂爆破及喷锚网联合支护方式，通过先拱后墙、分层施工、先掘后支的总体施工顺序，能够实现大型断面且围岩复杂的硐室工程。

说明书

技术领域

本发明属于矿山井建工程施工建设技术领域，具体涉及一种超大断面硐室掘进爆破方法。

背景技术

导硐掘进施工法一般都是在硐室的某一部位先用小断面的导硐开始掘进，然后再进行开帮、挑顶或起底，将硐室逐步扩大至设计断面。遇到较大的硐室，需要反复架设支架、打孔、拆支架、爆破等，工艺繁琐，且其中导硐的位置、断面还需满足通风和装运的要求。根据导硐所在位置的不同，有中央下导硐、顶部导硐、两侧导硐施工法之分。导硐施工法一般用于围岩稳定性较差、断面又较大的硐室。

传统的硐室施工的导硐法往往不能满足大型断面硐室的施工需求，针对这种情况我们基于具体的工程实践研究，对大断面硐室施工工艺行深入研究，提出上下导硐、两侧导硐联合掘进施工的方法，实现大断面硐室的高效施工。

发明内容

本发明的目的是提供一种超大断面硐室掘进爆破方法，以解决现有的施工方法不能满足大型断面硐室的施工需求的问题。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案如下:

一种超大断面硐室掘进爆破方法，包括以下步骤：

S1.施工措施天井,通过下导硐完成硐室下分层的施工之后，依据掘进施工方案和施工流程开始沿硐室南北方向即提升机硐室的两边掘进施工；

S2.施工上导硐,以硐室拱基线向下3m作为上部导硐的底板标高，以硐室纵向中心线作为上部导硐的中心线；

S3.硐室拱部施工及支护,上部分层施工完后，根据施工的具体情况，制定拱部的施工方案，绘制施工大样图，提取相关数据；

S4.施工硐室墙中部层施工，当提升机硐室拱部全部施工完毕后对硐室中部墙体进行开挖，在开挖前选择合适位置布置切割槽，切割槽贯穿上分层，向两侧施工，扩帮至设计规格；

S5.硐室支护施工,大型提升机硐室墙部施工完成后，紧接着进行硐室墙部与底板的支护工程；

优选地，步骤S1中，所述下导硐断面规格为3m×3m的三心拱断面，方位沿南北方向垂直硐室中心线，下导硐形成之后，开始施工下分层。

优选地，步骤S2中，所述上部导硐规格为2m×2m，长度为硐室的全长。

进一步地，所述步骤S3中，首先由上分层一端，上掘2×2米宽切井至拱顶，为初期掏槽爆破创造自由面，再由切井向两边拉切槽至拱底，形成初期三星拱结构，再通过2米宽切槽逐步向硐室另一端施工拱顶光面爆破，光爆孔间距0.5m，光爆层厚度0.6m，完成拱顶施工后修复切槽部位拱顶，至光面。

进一步地，所述步骤S3中，完成起吊梁梁窝等措施工程后，用水冲洗岩面后，进行喷锚网支护，锚杆采用管缝式锚杆，杆长1.8m，直径43㎜，锚网采用大小为2m×2m的金属网，完成硐室顶部挂网喷浆支护作业。

进一步地，所述步骤S4中,对端墙进行光面爆破，其参数与拱部光面爆破参数相同，到达边界的位置向上掘进两条直径为3m的措施天井，控制标高掘至1602m水平，然后施工上部导硐并与两天井贯通，为下一步施工硐室拱部创造空间，此施工过程中控制好标高及贯通测量工作，两天井作为人行、通风、溜废石交替使用。

进一步地，所述步骤S5中,支护形式分为两种，即锚网喷支护和钢筋砼支护，在开挖施工过程中遇到局部围岩破碎不稳定地段时应立即采用锚网喷联合支护，作为临时支护，硐室成形以后采用钢筋砼支护作为永久支护，先墙后拱，分段浇筑，钢筋砼浇筑的主要工艺流程为：施工准备、测量放线、绑扎钢筋、安装钢模板、检查、浇筑砼。

进一步地，所述步骤S5中,为了加强浇筑质量，所用混凝土应严格按照配比配制，混凝土要对称浇筑，并用振动棒加强振捣，硐室支护工程结束后，安装拱顶起吊梁等措施工程。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用导硐联合施工的方法，不仅可以在很大程度上降低施工难度，缩短工期，而且可以降低施工安全风险，大大提高了安全可靠度；再者，采用上下导硐、两侧导硐及措施溜井联合施工的方法，并采用光面爆破、预裂爆破及喷锚网联合支护方式，通过先拱后墙、分层施工、先掘后支的总体施工顺序，能够实现大型断面且围岩复杂的硐室工程，一种超大断面硐室掘进爆破方法，值得矿山施工类似工程时作为借鉴，具有一定指导意义，值得推广。

附图说明

图1为本发明的下分层施工示意图。

图2为本发明的上部分层施工示意图。

图3为本发明的措施天井施工示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加明确，以下结合附图及实例，对本发明做进一步说明：

实施例1

一种超大断面硐室掘进爆破方法，包括以下步骤：

S1.施工措施天井,通过下导硐完成硐室下分层的施工之后，依据掘进施工方案和施工流程开始沿硐室南北方向即提升机硐室的两边掘进施工；

S2.施工上导硐,以硐室拱基线向下3m作为上部导硐的底板标高，以硐室纵向中心线作为上部导硐的中心线；

S3.硐室拱部施工及支护,上部分层施工完后，根据施工的具体情况，制定拱部的施工方案，绘制施工大样图，提取相关数据；

S4.施工硐室墙中部层施工，当提升机硐室拱部全部施工完毕后对硐室中部墙体进行开挖，在开挖前选择合适位置布置切割槽，切割槽贯穿上分层，向两侧施工，扩帮至设计规格；

S5.硐室支护施工,大型提升机硐室墙部施工完成后，紧接着进行硐室墙部与底板的支护工程。

步骤S1中，所述下导硐断面规格为3m×3m的三心拱断面，方位沿南北方向垂直硐室中心线，下导硐形成之后，开始施工下分层。

步骤S2中，所述上部导硐规格为2m×2m，长度为硐室的全长。

所述步骤S3中，首先由上分层一端，上掘2×2米宽切井至拱顶，为初期掏槽爆破创造自由面，再由切井向两边拉切槽至拱底，形成初期三星拱结构，再通过2米宽切槽逐步向硐室另一端施工拱顶光面爆破，光爆孔间距0.5m，光爆层厚度0.6m，完成拱顶施工后修复切槽部位拱顶，至光面。

所述步骤S3中，完成起吊梁梁窝等措施工程后，用水冲洗岩面后，进行喷锚网支护，锚杆采用管缝式锚杆，杆长1.8m，直径43㎜，锚网采用大小为2m×2m的金属网，完成硐室顶部挂网喷浆支护作业。

所述步骤S4中,对端墙进行光面爆破，其参数与拱部光面爆破参数相同，到达边界的位置向上掘进两条直径为3m的措施天井，控制标高掘至1602m水平，然后施工上部导硐并与两天井贯通，为下一步施工硐室拱部创造空间，此施工过程中控制好标高及贯通测量工作，两天井作为人行、通风、溜废石交替使用。

所述步骤S5中,支护形式分为两种，即锚网喷支护和钢筋砼支护，在开挖施工过程中遇到局部围岩破碎不稳定地段时应立即采用锚网喷联合支护，作为临时支护，硐室成形以后采用钢筋砼支护作为永久支护，先墙后拱，分段浇筑，钢筋砼浇筑的主要工艺流程为：施工准备、测量放线、绑扎钢筋、安装钢模板、检查、浇筑砼。

所述步骤S5中,为了加强浇筑质量，所用混凝土应严格按照配比配制，混凝土要对称浇筑，并用振动棒加强振捣，硐室支护工程结束后，安装拱顶起吊梁等措施工程。

施工方案以及流程：

在硐室施工准备阶段，各专业技术人员对现场进行了踏勘并考虑到在硐室大规模施工之前，先要施工部分措施工程，先从提升机硐室联络道开始向硐室内井筒中心的设计位置开拓一条小断面巷道；其次在井筒中心区域巷道挑顶起底；接着在此区域安支钻机并对井筒岩心进行取样，分析其岩性；在此基础上考虑到措施工程对硐室围岩稳定性的影响，结合现场“破坏”的实际情况，通过分析最终确定采用导硐联合掘进施工的方法，即两侧导硐，上、下导硐，措施天井联合的掘进施工方法。

测量人员在硐室施工的整个过程中要随时按设计做好测量、放点控制工作，按设计及时标定硐室的掘进中心方向，测定硐室底板、各巷道的标高和腰线。硐室联络道口至井中位置下导硐掘进中心线及腰线的标定、措施天井上掘井中的标定及标高的测量、上部导硐与两措施天井的贯通测量、硐室拱部施工时标定上导硐腰线、起吊梁梁窝位置等。通过施工方案我们已经知道，在下导硐的施工过程中考虑到井筒中心区域围岩受到破坏，下导硐应尽量避开此区域沿两侧南北走向分头掘进。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。