明斜井过铁路及建筑物施工技术探讨

明斜井过铁路及建筑物施工技术探讨
在目前煤炭市场形势看好的情况下，外部投资新建的矿井、现有生产矿水平延伸及改扩建工程大幅度增加，为减少生产投资和优化运输工艺，很多改扩建工程选择由地面开拓斜井并安设高强皮带作为以后主要的运输方式，但由于大多数斜井开口基本都在工广附近，并紧靠矿区主要运输线，为斜井施工表土段时增加了很大的支护难度及施工安全隐患，并使得各种成本相应增加。

本技术通过选择合适的挖掘、出矸、支护及运输机械设备，优化人员和挖掘、支护、出矸及运输施工工艺，有效的提高施工进度、减少工作面人员配备、提高循环进尺，加强了支护强度、加快了排矸速度，改善工作面工作环境，减少由于表土沉降等因素对矿区运输线及人身安全的威胁，成巷速度有所提高，施工质量亦得到了保证。

标签：斜井过铁路；支护；技术研究
1.工程概况
十一矿明斜井井筒开口位置位于十一矿新办公楼西南方向，焦化厂围墙外约18m，铁路南约52m位置。

井筒开口标高116.00m，设计长度1377.179m，设计方位角231°49′21″，坡度15°30′0″，落底标高-218.374m。

其中表土段斜长209.63m，毛宽×毛高=6500mm×4550mm，S=25.05m2。

预计沿井简明槽向前施工约56m将进入地面铁路正下方。

井口北边与斜井方向成约700夹角的铁路线为矿区主要运煤线路，交通繁忙。

巷顶距铁路道面的最短距离为13m左右，且大部分为虚土。

根据集团公司2010年第43号《十一矿明斜井过铁路线专题会议纪要》和设计院图纸要求，要对地面铁路下方的明斜井，由开口位置36m到106的70m巷道进行加强支护措施。

这70m斜巷的毛断面由原设计改为马蹄形，即在原设计基础上挖出一个曲线半径为7750mm的底拱，进行架设36U钢底梁支架支护。

底拱最低点距巷道底板7551mn，S=28.29m2。

除对地面铁路采取相应的加固外，明斜井过铁路段采用钢混凝土支护，混凝土厚度450mm，全断面架设36U型钢支架。

金支两架/m，每架一顶梁、二侧梁、两腿两底梁共七节，节问搭接长度500mm。

顶梁、侧梁和两腿搭接处用2道卡缆固定，两底梁搭接处用3道，底梁和两腿之间用支撑件和1道卡缆固定。

每两架金支问用五道拉杆连接；金支架设后全断面铺设φ6mm钢笆网，规格长×宽=2400mm×800mm，网孔80mm×80mm，网问搭接长度100mm。

最后浇筑C25混凝土，浇筑厚度450mm；金支两腿架设及混凝土浇筑均进入巷道底板以下500mm。

巷道每隔40m在巷道右侧设一躲避硐，躲避硐设计为直墙半圆拱形，规格：净宽×净高×深=2000mm×2000mm×1000mm，S=4.08m2，支护形式与主体巷道相同。

2.水文地质概况
十一矿明斜井表土层平均厚度55m，其中回填土厚度约2.5-3m。

从回填土向下主要成分为黄色粘土层和砾石层，含有钙质结核和姜石，围岩稳定性较差。

从+116.00（明斜井开口位置）向下2.5m便有地表水渗出的现象。

故施工中坚持
执行有疑必探，先探后掘的探治水原则，斜井井筒工作面综合水量大于5m3/h、钻孔单孔水量大于3m3/h时停掘，采取注浆或其它方法将水量控制在2m3/h以下时方可掘进。

由于该工程从开口位置向前施工将在56m、100m和200m（平距）处依次穿过铁路线、十一矿机修厂车间和十一矿办公楼。

经过计算巷道经上述三处铁路和建筑物时巷道顶板分别距铁路上沿13m（除去路基4m剩余9m）、十一矿机修厂车间室内地板27m、十一矿办公楼室内地板54m。

综合考虑该处的地质情况，巷道穿过铁路前由铁运处对该段铁路进行加固维护，同时对铁路线两侧从地面向路基下方注浆，确保铁路运输安全。

3.巷道支护说明
3.1超前支护
从井口至斜井穿过铁路路基实测斜长73.7m，除去斜井明槽25m外，其余铁路路基下井筒段，必须进行地面预注浆；井筒表土段斜长209.63m，除去明槽25m 外，其余表土段必须进行工作面管棚式預注浆进行加固的超前支护：施工时进行注浆加固斜井周围土层强度（注浆措施另行编制）。

注浆前在拱部轮廓线以上300mm起采用管棚加固进行超前支护，间距300mm，打设角度略小于下山坡度，管棚支护使用2寸无缝钢管，长6m预留2m搭接长度，过完为止。

3.2永久支护
明斜井过铁路段采用金支+钢笆网+混凝土联合支护：36U金支两架/m，每架一顶梁、二侧梁、两腿两底梁共七节，节问搭接长度500mm。

顶梁、侧梁和两腿搭接处用2道卡缆固定，两底梁搭接处用3道，底梁和两腿之间用支撑件和1道卡缆固定。

每两架金支问用五道拉杆连接，拉杆采用70mm×8mm角铁制成；金支架设后浇筑C25混凝土，浇筑厚度450mm：金支两腿架设及混凝土浇筑均进入巷道底板以下500mm。

金支间距为500mm。

全断面铺设φ6mm钢笆网，长×宽=2400mm×800mm。

网孔80mm×80mm，网间搭接长度100mm。

金支架设完毕后进行混凝土浇筑，混凝土支护厚度450mm，混凝土强度设计C25。

4.施工方法和施工工艺
过铁路段施工段长70m，主要成分为黄色粘土层和砾石层，含有钙质结核和姜石，采用钢混凝土支护，混凝土厚450mm。

4.1施工设备
施工时，工作面配备DH55小型挖掘机一台，风镐4台，进行巷道的掘进施工，1台激光指向仪定向，风泵2台配合两台BQW50-50型排沙水泵进行排水，2台风炮紧固金支卡缆，2台振动棒进行混凝土的振捣。

选用2台JY-6型绞车配2台6m3前卸式箕斗提矸、下料，双钩提升，以满足斜井施工需要。

4.2施工工艺
施工采用“三八”制作业方式，风镐配合小型挖掘机进行巷道掘进施工，随掘随时进行支护，一次成巷。

循环进尺不得超过500mm，施工过程中按照规定使用合理有效的超前支护。

施工工序：交接班→安全检查→开工准备→拉中心腰线→画出巷道轮廓线→超前支护→掘进施工→出砟→敲帮问顶→检查巷道毛尺寸→架设金支→立模打灰。

工作面空顶距不得超过500mm，够500mm及时进行金支支护，打灰工作面距掘进工作面不得超过4m，金支段及时进行混凝土浇筑施工。

4.3施工方法
4.3.1掘进施工
工作面交接班后，班组长先对各个施工地点进行仔细认真的隐患排查，排除施工安全隐患，确保施工安全。

然后按照激光指向仪拉好巷道的中心和腰线，画出巷道轮廓线。

挖掘机司机先对挖掘机各个部位及工作环境进行检查，然后按照画好的巷道轮廓线，按照先上部后下部，先中间再四周的顺序对巷道进行挖掘，挖掘机施工不得出现超挖现象，挖掘机作业时所有人员撤到挖掘机后安全地点。

待挖掘机施工后，由人工用风镐对巷道周边进行扩刷，使巷道毛断面达到设计要求。

底拱的挖掘在上五节金支架设完毕后先由挖掘机按底拱掘进控制图挖出大致轮廓，再由人工扩刷成形。

工作面挖出的土方随即用挖掘机装入挖掘机后的6m3前卸式箕斗，由地面的JY-6型绞车提至翻矸架翻入汽车中运至指定地点。

巷道挖掘过程中，根据工作面土层性质及时进行合理有效的超前支护，保证工作面成型尺寸和施工安全。

4.3.2金支施工
巷道毛断面掘出后，按照设计要求进行36U型钢金支的架设施工，施工时：
（1）由于巷道断面较大，架设金支时需用2寸钢管搭建工作台。

工作台的搭设要牢固可靠，工作台上铺设的木板厚度不得小于70mm，钢管之间，钢管于木板之间必须用8#铁丝绑扎牢固。

（2）架设金支前，先按照巷道中心腰线将两帮金支支架腿窝按照设计深度用挖掘机挖出，腿窝深度500mm。

然后将巷道底板及支架腿窝内的浮砟清理干净，并将金支支腿放到实底上，如遇到巷道底板松软必须对支腿进行“穿鞋”，防止金属支架下沉。

严禁支腿悬空或用虚土填垫并及时固定牢固。

（3）架设金支时，每节金支每头至少3人。

用鋼管连接在就近架设好的金支上，确认稳妥后方可松手。

然后连接卡缆并进行矫正，用风炮进行紧固。

卡缆必须固定紧密，不准有离口、脱扣现象，卡缆螺丝帽要拧紧、拧到底。

搭接严格按照设计尺寸500mm，误差不得超过40mm。

（4）金支架设完毕后，先对各个连接部位进行仔细检查，确保卡缆螺丝己上紧、金支搭接符合要求后，拉好巷道中心腰线对金支尺寸进行校验，合格后方可进行下一架金支的施工，不得出现不合格现象。

（5）在底拱挖掘完毕后，用支撑件和卡缆将底梁分别固定在两金支腿上，接着再将两底梁用3道卡缆固定。

5.斜井穿越铁路线施工要求
穿越接近建筑物或铁路专用线20m前，地质、测量技术人员详细掌握井筒工作面围岩状况和距离该建筑物的垂距，并及时向项目部、处调度室和总工汇报。

穿越铁路专线前10m，接到地测人员的书面通知后，必须书面向十一矿报告其地质情况和距离。

穿越建筑物或铁路线前10m至穿过后的10m，改为短掘短砌的方式，必须视土层的稳定情况严格控制，每个循环不得超过500mm，首先保证巷道拱部稳定。

周边风镐开挖至巷道设计轮廓线。

穿越建筑物或铁路专线时，地面相对位置严禁爆破或其他震动作业，相互配合，保证安全通过。

每一道工序没有结束不得进入下一道工序，每道工序必须保质保量的完成。

6.结语
在十一矿明斜井过铁路段施工中，由于采用了以上施工工艺，有效防止了铁路沉降及表土塌方、片帮。

保证了施工质量，提高了此类工程施工进度，减轻了劳动强度，增强了安全系数。

成巷速度有所提高，为同类工程的施工积累了一定经验。

作者简介：闫海峰（1976-），男，汉族，专科，助理工程师，2006年毕业于平顶山工业职业技术学院，从事技术管理工作。