1、太古高速公路S2標西山隧道1#豎井瓦斯與采空區治理方案中鐵十二局集太古高速公路S2標項目經理部二00九年十一月一、編制依據1、煤礦安全規程2、煤礦安全技術操作規程3、至古交高速公路S2標西山隧道實施性施工組織設 計；4、至古交高速公路西山隧道1#豎井及風機房采空區勘 察與處治設計說明；5、公路隧道施工技術規（JTJ042-94 ）6、至古交高速公路（Y（ Z/0+900至Y（ Z）K7+550 , 單幅長6.65Km ）兩階段施工圖設計,隧道,第二冊（共二 冊）（第二分冊，共三分冊）二、基本原則瓦斯隧道必須貫徹先測后進，有疑必測，不明不進 的指導方針，堅持加強通風，勤測瓦斯，嚴禁火源三條基 本

2、原則，堅持安全至上，質量優先，團結拼搏，務期必成 的管理原則。采空區經治理后，采空區殘余空洞和松散冒落物巖體得 到充填和有效的加固，提高隧道圍巖的整體性。同時通過注 漿，在豎井一定圍形成環形柱狀水泥漿液結石體，隔斷采空 區積水涌入，有利于施工及運營安全。三、工程概況至古交高速公路S2標西山隧道1號豎井位于ZK5+940 左44米處，豎井設計深度346.8米。圍巖為石炭系上統組 （C3s X組（C3tl中統組（C2b ）泥巖夾砂巖、石灰巖、 煤層、鐵鋁巖層；奧系中統峰峰組（02fl上馬家溝組（O2s ） 泥灰巖、石灰巖、白云質灰巖、角礫狀灰巖、白云質泥灰巖， 圍巖級別V HI級。有兩層采空區，深

3、部采空冒落帶厚度達 18米，圍巖穩定性差。1#豎井是西山隧道的附屬工程，豎井深度360米，開 挖斷面直徑9.75米。1#豎井井身穿越龍池煤礦采空區，采 空區深度102米。地面風機房等建筑物下均為采空區，采空 區直接影響豎井的施工地面建筑物的安全。四、治理原則施工區域的采空區為小窯采空區，回采率低，充水，采 空區具有隱蔽性和復雜性。豎井采空區治理除加固豎井圍 巖、阻隔采空區積水與豎井圍的水力聯系外，考慮到漿液的 凝固時間和工期、天氣因素，豎井圍采用純水泥漿加24% 的速凝劑進行注漿充填治理。風機房下采空區治理主要是充填加固，防止采空區的塌 陷冒落采空區治理采用水泥與粉煤灰的重量比為2:8的配 比

4、進行治理。采空區殘存有瓦斯，鉆探時若有瓦斯涌出，立即停止鉆 探，撤離施工人員并對瓦斯濃度進行檢測，同時加強通風。五、瓦斯排放、檢測1、項目部配齊瓦斯檢查工。豎井配備一名專職瓦斯檢 查工，在注漿孔鉆成或估計可能有瓦斯氣體溢出時對井進行 瓦斯濃度檢測。2、建立瓦斯、二氧化碳和其它有毒有害氣體檢查制度。3、井瓦斯檢查地點、圍和檢查值處理標準必須按煤 礦安全技術操作規程的規定嚴格執行4、掘進工作面風流中的瓦斯濃度超標處理措施必須按 煤礦安全技術操作規程有關規定執行。5、瓦斯檢查工必須嚴格執行巡回檢查制度和請示報告 制度，認真填寫瓦斯檢查班報。每次檢查瓦斯的結果，都必 須記入瓦斯檢查記錄表，并通知現場工

5、作人員。6、必須執行工作地點現場手上交接班制度，但不得超 過被測掘進工作面圍；7、嚴禁空班漏檢、假檢和謊報瓦斯。隧道瓦斯濃度限制值及超限處理措施地點限值超限處理措施低瓦斯工區任意處0.5%超限處20m圍立即停JL ,查明原 因，加強通風監測局部瓦斯積聚（體積大于0.5m3）2.0%附近20m停，撤人，斷電，進行處理，加強通風開挖工作面風流中1.0%停止爆破工作爆破后工作面風流1.0%超限時繼續通風不得進入電氣開關20m圍0.5%超限時應停機并不得啟動鉆孔排放瓦斯時回風流1超限時撤人，停電，調整風量中.0%六、瓦斯排放1、隧道開挖面距采空區30米時，施作超前鉆孔，對開前方地質進行探測。超前鉆孔直

6、徑牛89 ,超前鉆孔2-3 個，孔深約20米。2、施作超前鉆孔在掌子面打2 3個抵至采空區的超前鉆孔，并進入底 板巖層不小于0.5米，采用可取芯的鉆頭，獲取圍巖狀況、有 害氣體和巖層含水等方面的信息。每鉆完一個孔，即對每孔，按相關瓦斯檢測規定檢測有 關指標，判定其突出危險性，判定是否進行瓦斯排放。3、瓦斯排放瓦斯排放采用5108孑J要求鉆透并進入底板巖層小 于0.5米，各孔洞間距為0.6米，瓦斯排放圍開挖輪廓線 以外5米，按步驟進行排放。4、加強通風加強通風是防止瓦斯積聚的最主要、最有效的方法，本 隧道設計為低瓦斯區,豎井采用2X17KW軸流式通風機進 行壓入式通風，風管采用(p500mm柔性

7、防靜電、阻燃風筒。(1)風筒掛設1、通風機出口設置剛性風筒連接，風機和風筒接口處 法蘭間加密封墊。剛性風管與軟風管接合處綁扎三道，以減 小局部漏風和阻力。2、風管必須采用抗靜電、阻燃的風管，有出廠合格證。風管口到開挖面距離不大于30m，嚴禁放炮作業時摘取掌子 面風管。3、風管吊掛和維護每班應明確專人負責。每班必須對 全部風管進行檢查，發現破損等情況及時處理，損壞的風管 必須及時更換。風管百米漏風率不應大于2%。4、掛設風管要平、順、直。在作業時，按洞管線布置 圖測設風管掛設位置，布58mm鋼筋拉線，用緊線器拉緊。 風管吊掛在拉線下,垂直向下。為避免(p8mm鋼筋受沖擊 波振動、洞潮濕空氣腐蝕等

8、原因造成斷裂，增設cplOmm尼 龍繩掛圈。(2)掌子面通風情況壓入式通風時，掌子面排煙過程與空氣射流作用有直接 關系，新鮮空氣從風筒口射出，形成空氣射流。風筒出口距 掌子面距離小于4 =(4 5加時(S為隧道斷面)，由于射流的 紊流擴散作用，使掌子面炮煙、瓦斯等與新鮮空氣摻混，源 源不斷的新風逐漸把污風置換，本隧道通風時，風筒出口距 掌子面距離基本在30米以。當風筒出口距掌子面距離較遠時，在射流有效射程之外 形成一個反向流動的循環渦流區，使新鮮風流不能直接到達 掌子面。(3)瓦斯隧道通風特殊要求及注意事項嚴格執行通風機專人負責制，洞臨時停工，不能停風， 停風洞必須停電，撤人。洞必須先通風，瓦

9、斯檢查低于0.5% 時方可送電。通風機與洞供電必須為兩套供電系統,400千瓦發電機, 必須首先保證通風機停電時用電。通風由專職通風管理人員擔任,負責調節、遷移、拆除 通風設施的工作。洞供風要保證每人每分鐘最少的供風量。瓦斯隧道的主風機應確保有兩條獨立的供電線路。在井口設置柵欄與警告牌，人員不得進。七、注漿工藝設計1、注漿系統注漿系統由料場、攪拌機、漿液池、供水系統、注漿泵、 壓力表、封孔裝置、注漿管道等組成。2、施工工藝要求本工程施工工藝流程如下圖：(1)定點注漿孔用全站儀、皮尺進行測量放樣，鉆孔實際位置原 則上不超過設計位置1m。但因受地形影響,可視具體情況 在取得現場監理的認可下進行調整。

10、(2 )成孔工藝采空區處治利用垂直鉆機鉆進至采空區域進行注漿填 充,注漿孔設計以1#豎井中心為圓心，環型布孔，孔距10 米。半徑15米圍進行灌漿處治。風機房采空區處治以風機 房建筑邊界外25米進行環形布孔，孑醒巨20米。孔數為59 個，總鉆進延米6179米，每百米孔斜不超過2。注漿孔鉆 至采空區底板以下1m。鉆進時采用127mm鉆頭開鉆，鉆至較完整基巖或地表 下4147m后，變徑為91mme做好鉆探原始記錄和巖芯 取樣及拍照工作。鉆進過程中未到采空區深度如遇突然漏水或抱鉆時必 須立即提鉆停止鉆進。提鉆后并進行灌漿或壓漿填充，使漏 水或塌孔區域得到堵漏和護壁的作用。使繼續鉆進得到有效 地保證。漏

11、水或塌孔區域灌漿或壓漿量較大時應雙液漿進行 灌注，防止漿液流的太遠。待漿液初凝后再進行鉆進。直至 鉆進至采空區域。(3)注漿材料的配制漿液配制按設計漿液配合比進行。水用定量容器計量； 水泥按袋計量；注漿材料由水、水泥、速凝劑、粉煤灰組成。每次攪拌 時間不少于3分鐘。水泥和符合國家標準的32.5#普通硅酸 鹽水泥；粉煤灰符合用于水泥和混凝土中的粉煤灰 (GB1596 )國家III級標準；施工拌制用水采用飲用水符合 混凝土拌合用水標準；速凝劑選用水玻璃。采空區治理為水泥粉煤灰漿，其中水泥占固相的20% , 粉煤灰占固相的80%。豎井采空區注漿漿液為純水泥漿，其 中水灰比為1 ： L01 ： 1.8

12、。根據現場情況，采用較稠的漿 液或在漿液中摻加水泥重量的24%速凝劑，使注入采空區 的漿液盡快凝固，防止漿液流失。(4)注漿工藝及有關參數注漿采用漿液濃度先稀后稠的方法。鉆孔達到設計深度，應立即停鉆,將注漿管下入孔，直 至下到采空區域。封口安裝球閥，連接管路準備注漿。制漿采用JB-600高速攪拌機進行攪拌注漿,每次攪拌 量為0.6立方，制漿完成后，放入漿液池，由注漿機吸入注入孔。注漿時應先注水1-2分鐘后，打通注漿通道后，再進行 注漿。注漿量較大時應采取間歇注漿，并調整注漿的濃度， 待初凝后再進行補充注漿，使漿液不能走的太遠,起到區域 填充的目地。地表漏漿，注漿量達到或壓力達到設計要求時，只要

13、滿 足其中任一條件時，應停止注漿，為本孔結束注漿。注漿過程中做好以下幾項記錄：水泥數量、粉煤灰數量、 其它添加劑數量、注漿起始時間、終止時間、注漿壓力、停 止注漿原因等數據,及時告知監理。當泵量小于50L/min 時,孔口壓力在2-3Mpa ,穩定10-15分鐘后可結果該孔的 注漿施工。為便于漿液能順利的到達采空區域，不受氣阻的影響。 更充分而有效地填充采空區域，注漿孔都必須安設一根排氣 管進行排氣，八、注漿設備設備配置GX-200型鉆機四臺,每臺配置4人以上,設 備及人員就位，按孔數加工及采購孔口管及注漿管、修建鉆 孔用的蓄水池吸漿池，及注漿材料堆放棚。施工前注漿材料應及時就位。并提前布置孔

14、位，對影響鉆孔的不平整場地進 行平整，對臨時占用的臨時土地進行租用，以免在施工中產 生不必要的糾紛。設備組織情況一覽表序號名稱規格數量備注1鉆機GX-2004臺2泥漿泵BW-2504臺3注漿機KBW-7/50/602臺4攪拌機JB-600N 1=15電焊機400141 口人員配置一覽表編號職務人數1隊長12機組長43司鉆手84助鉆手125注漿66采購員17炊事員1九、填充注漿的檢驗注漿完成后待10天固結期，在填充區域任選1-2個全 孔取芯孔，并要求巖芯采取率達到60%以上，在取芯過程中 對孔漏水段，及軟弱段的孔深，深度作一詳細的記錄；并將 取出的巖芯進行分析，對不同深度的巖體裂隙固結程度進行

15、分析斷定，對本次采空區填充及塌陷區擠密提供有效的技術 參數。經過全孔取芯鉆孔的依據和巖心采取分析，未達到設 計要求的建議增加鉆孔數量補充注漿。地表注漿完成后在注漿區域打設置3-5個孔用于檢測、 排放瓦斯（不注漿X十、冬季施工措施1、注漿開工前，攪拌站修建臨時遮風保溫工作棚，設 置火爐，保證攪拌和注漿能正常工作。2、避免漿液中粗顆堵塞注漿管道引起凍管，進入漿液 池的漿液必須過濾。3、暫停使用的注漿管道應用清水清洗干凈，拆管疏干 管積水。4、對施工料場堆放的水泥、粉煤灰上要覆蓋保溫材料, 攪拌用水利用鍋爐進行加熱。5、材料員根據天氣信息，加強材料儲備工作。6、冬季施工時，采取防滑措施。對道路、架子

16、、坡道 經常清掃。十一、質量保證措施Q）應嚴格按照設計參數進行鉆孔。鉆孔孔位及角度偏差符合相關規規定，若現場鉆孔孔位因為客觀條件限制不能滿 足設計要求，應進行移位并進行計算確定參數，必要時應進 行補孔。(2)注漿材料應滿足設計要求，嚴禁使用過期結塊的水 泥，必要時進行檢驗。(3)漿液配比應符合設計要求酒己漿時最大誤差為：水泥、 水±5% ,水玻璃±1%。(4)漿液攪拌應均勻，一般水泥漿、超細水泥漿攪拌時間 為3 5分鐘。未攪拌均勻或沉淀的漿液嚴禁使用。(5)注漿過程中，時刻注意泵壓和流量的變化，若吸漿量 很大或壓力突然下降，注漿壓力長時間不上升，應查明原因， 如工作面漏漿，

17、可采取封堵措施。如跑漿可通過調換漿液、 調整漿液配比，縮短漿液凝膠時間，進行大泵量、低壓力注 漿，必要時采用間歇注漿，以達到控域注漿目的。(6)注漿過程中，若跑漿時可采取縮短凝膠時間，間歇 注漿等措施。注漿過程中若發生串漿時，可采取兩孔同時注 漿措施。(7)注漿過程中壓力突然升高，應及時查找原因，進行處 理，確因漿液凝膠時間過短，則應停水玻璃泵，只注水泥漿, 待泵壓恢復正常后再進行雙液注漿。(8)一臺泵發生故障時，應立即換上備用泵繼續注漿。(9)注漿過程中，應保持注漿管路暢通，防止因管路堵塞 而影響注漿結束標準的判斷。(10)雙液漿注漿結束后或注漿確實需要停較長的時間 時，則先停水玻璃泵，后停水泥漿泵，并用清水清洗管路， 以防堵管。(11)嚴格按照注漿設計的段長進行分段注漿，不得任意 延長分段長度，必要時可進行重復注漿，以確保注漿質量。(12)嚴格進行注漿效果檢查評定，符合要求時才能結束 注漿作業。當未達到注漿結束標準時，應進行補孔注漿。十二、安全保證措施Q)注漿期間嚴格按隧道施工規加強量測，并加強掌子面周圍初支和襯砌的觀察。(2)注漿管路及連接件必須采用耐高壓裝置，當壓力上升時，要防止管路連接部位爆