一種非煤礦山地下大型硐室的開(kāi)挖方法與流程

本發(fā)明提供了一種非煤礦山地下大型硐室的開(kāi)挖方法，屬于非煤礦山地下大型硐室工程施工領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

非煤礦山地下大型硐室是地下礦山重要建筑，這種硐室具有斷面大、硐室服務(wù)年限長(zhǎng)、施工難度大、工程質(zhì)量要求高的特點(diǎn)，它是基建工程中關(guān)鍵的部分。隨著采礦業(yè)的發(fā)展和施工技術(shù)的不斷提高，地下礦山對(duì)大型硐室的施工要求也越來(lái)越高。

非煤礦山地下大型硐室作為地下重要的建筑之一，具有高度高、跨度大、施工工藝復(fù)雜的特點(diǎn)，當(dāng)遇到工程地質(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，要求最大限度地縮短工期、降低能耗、增加效益、確保工程質(zhì)量和安全。

目前，常用的施工方式是導(dǎo)硐法，導(dǎo)硐法就是先以小斷面超前掘進(jìn)，然后再逐步刷大到設(shè)計(jì)斷面。雖然導(dǎo)硐法是一種安全可靠的施工方法，但是其缺點(diǎn)是施工步驟多，速度較慢。采用全斷面一次掘進(jìn)施工難度大、效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)大，通常采用臺(tái)階施工法、天井施工法、斜坡道施工法、導(dǎo)硐施工法，由于臺(tái)階施工主要適合手抱鉆，且不利于頂板支護(hù)，而天井法施工效率低，速度慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)以上不足之處，提供了一種非煤礦山地下大型硐室的開(kāi)挖方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的方案是一種非煤礦山地下大型硐室的開(kāi)挖方法，包括以下步驟：

步驟 S1：在硐室的兩端同時(shí)相向施工，分別掘進(jìn)傾斜巷道，長(zhǎng)度為10-25m，坡度為18%；

步驟S2：兩傾斜巷道的斜坡頂施工至硐室設(shè)計(jì)高度位置時(shí)，兩端同時(shí)相向施工，平坡掘進(jìn)水平巷道；

步驟S3：水平巷道掘進(jìn)至巖體剩5-10m時(shí)采用單側(cè)施工，將水平巷道貫通；

步驟S4：開(kāi)始進(jìn)行水平巷道的分段半邊導(dǎo)硐，先在水平巷道的端部段布置炮孔，同時(shí)根據(jù)巖體情況進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，采用管縫錨桿固定在巖體上并噴射混凝土；

步驟S5：采用光面爆破控制硐室半邊拱部輪廓成型，成型后在硐室半邊拱部進(jìn)行第一次錨網(wǎng)永久支護(hù)；

步驟S6：支護(hù)完畢后刷擴(kuò)硐室另一半邊拱部，布置炮孔同時(shí)根據(jù)巖體情況進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，采用管縫錨桿固定在巖體上并噴射混凝土；

步驟S7：采用光面爆破控制硐室另一半邊拱部輪廓成型，成型后在硐室另一半邊拱部進(jìn)行第二次錨網(wǎng)、錨索永久支護(hù)；

步驟S8：在步驟S5、S7中成型的硐室拱部上進(jìn)行噴射混凝土永久支護(hù)；

步驟S9：水平巷道端部段的硐室拱部永久支護(hù)完畢后，采用步驟S4-S8的方法逐漸將整條水平巷道的硐室拱部成型并錨網(wǎng)、錨索、噴射混凝土永久支護(hù)完畢；

步驟S10：工程車(chē)位于水平巷道，進(jìn)行兩傾斜巷道的斜坡頂?shù)姆侄沃饾u刷擴(kuò)，在傾斜巷道的一斜坡頂段刷擴(kuò)并布置炮孔，同時(shí)根據(jù)巖體情況進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，采用管縫錨桿固定在巖體上并噴射混凝土；

步驟S11：采用光面爆破控制傾斜巷道的斜坡頂?shù)捻鲜夜安枯喞尚?，成型后在硐室拱部進(jìn)行錨網(wǎng)、錨索永久支護(hù)，并噴射混凝土永久支護(hù)；

步驟S12：步驟S10、步驟S11中掉落的巖體填埋于傾斜巷道的斜坡道上，工程車(chē)底部借著掉落的巖體支撐逐漸前移，并采用步驟S10-11的方法逐漸將傾斜巷道的整個(gè)斜坡頂?shù)捻鲜夜安砍尚筒㈠^網(wǎng)、錨索、噴射混凝土永久支護(hù)完畢；

步驟S13：整個(gè)硐室拱部施工完畢后，進(jìn)行硐室下部施工，正向進(jìn)行起底，同時(shí)根據(jù)巖體情況對(duì)墻部進(jìn)行噴射砼、管縫錨桿臨時(shí)支護(hù)；

步驟S14：進(jìn)行檢修坑、泥沙沉淀池、懸吊設(shè)施基礎(chǔ)的開(kāi)挖，最后進(jìn)行硐室底板鋪筑、懸吊設(shè)施基礎(chǔ)澆筑作業(yè)。

進(jìn)一步的，在步驟S6中，硐室另一半邊拱部的刷擴(kuò)采用前進(jìn)式的打眼掘進(jìn)方式。

進(jìn)一步的，在步驟S7中，錨索支護(hù)可采用錨索臺(tái)車(chē)，主要施工工序如下：

步驟S71：打孔；

步驟S72：插鋼絞線；

步驟S73：堵孔；

步驟S74：注漿；

步驟S75：安錨具；

進(jìn)一步的，在步驟S11中，噴射混凝土永久支護(hù)的厚度為100mm-150mm。

進(jìn)一步的，在步驟S14中，硐室底板均為C30混凝土鋪筑。

進(jìn)一步的，在步驟S14中，懸吊設(shè)施基礎(chǔ)澆筑過(guò)程中，混凝土用插入式振搗器搗固，振動(dòng)棒插入下層混凝土40～50mm，每次移動(dòng)400mm左右，振動(dòng)時(shí)間20～30s。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：針對(duì)地下大型硐室高度高、跨度大，施工工序復(fù)雜，且要求最大程度的縮短工期的問(wèn)題，通過(guò)采用傾斜巷道與水平巷道相結(jié)合，先在水平巷道中進(jìn)行半邊導(dǎo)硐，配合布置炮孔、臨時(shí)支護(hù)、光面爆破、第一次錨網(wǎng)永久支護(hù)成型出硐室半邊拱部輪廓，再刷擴(kuò)硐室另一半邊拱部，配合布置炮孔、臨時(shí)支護(hù)、光面爆破、第二次錨網(wǎng)、錨索、噴射混凝土永久支護(hù)成型出硐室另一半邊拱部輪廓，當(dāng)水平巷道的硐室拱部分段掘進(jìn)施工完畢后，進(jìn)行傾斜巷道的斜坡頂?shù)捻鲜夜安砍尚褪┕?，最后再進(jìn)行起底，可以解決施工速度慢，施工效率低下，施工勞動(dòng)強(qiáng)度大的難題，進(jìn)而提高施工進(jìn)度。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專(zhuān)利進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1為該發(fā)明實(shí)施例的傾斜巷道、水平巷道掘進(jìn)示意圖；

圖2為圖1的A-A剖視圖；

圖3為圖1的B-B剖視圖；

圖4為圖2中的布置炮孔示意圖；

圖5為硐室半邊拱部輪廓成型示意圖；

圖6為硐室另一半邊拱部輪廓成型示意圖；

圖7為傾斜巷道的斜坡頂?shù)捻鲜夜安砍尚褪┕な疽鈭D一；

圖8為傾斜巷道的斜坡頂?shù)捻鲜夜安砍尚褪┕な疽鈭D二；

圖9為傾斜巷道的斜坡頂?shù)捻鲜夜安砍尚褪┕な疽鈭D三；

圖10為硐室下部起底施工示意圖一；

圖11為硐室下部起底施工示意圖二；

圖12為圖10的斷面圖；

圖13為圖11的斷面圖；

圖中：

1-傾斜巷道；2-水平巷道；3-炮孔；4-第一次錨網(wǎng)；5-第二次錨網(wǎng)；6-錨索；7-斜坡頂；8-斜坡道；9-工程車(chē)；10-硐室；11-硐室半邊拱部輪廓；12-硐室另一半邊拱部輪廓；13-掉落的巖體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1-13所示，一種非煤礦山地下大型硐室的開(kāi)挖方法，包括以下步驟：

步驟 S1：在硐室10的兩端同時(shí)相向施工，分別掘進(jìn)傾斜巷道1，長(zhǎng)度為10-25m，坡度為18%；

步驟S2：兩傾斜巷道的斜坡頂施工至硐室設(shè)計(jì)高度位置時(shí)，兩端同時(shí)相向施工，平坡掘進(jìn)水平巷道2；

步驟S3：水平巷道掘進(jìn)至巖體剩5-10m時(shí)采用單側(cè)施工，將水平巷道貫通；

步驟S4：開(kāi)始進(jìn)行水平巷道的分段半邊導(dǎo)硐，先在水平巷道的端部段布置炮孔3，同時(shí)根據(jù)巖體情況進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，采用管縫錨桿固定在巖體上并噴射混凝土；

步驟S5：采用光面爆破控制硐室半邊拱部輪廓11成型，成型后在硐室半邊拱部進(jìn)行第一次錨網(wǎng)4永久支護(hù)；

步驟S6：支護(hù)完畢后刷擴(kuò)硐室另一半邊拱部，布置炮孔同時(shí)根據(jù)巖體情況進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，采用管縫錨桿固定在巖體上并噴射混凝土；

步驟S7：采用光面爆破控制硐室另一半邊拱部輪廓12成型，成型后在硐室另一半邊拱部進(jìn)行第二次錨網(wǎng)5、錨索6永久支護(hù)；

步驟S8：在步驟S5、S7中成型的硐室拱部上進(jìn)行噴射混凝土永久支護(hù)；

步驟S9：水平巷道端部段的硐室拱部永久支護(hù)完畢后，采用步驟S4-S8的方法逐漸將整條水平巷道的硐室拱部成型并錨網(wǎng)、錨索、噴射混凝土永久支護(hù)完畢；

步驟S10：工程車(chē)位于水平巷道，進(jìn)行兩傾斜巷道的斜坡頂7的分段逐漸刷擴(kuò)，在傾斜巷道的一斜坡頂段刷擴(kuò)并布置炮孔，同時(shí)根據(jù)巖體情況進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)，采用管縫錨桿固定在巖體上并噴射混凝土；

步驟S11：采用光面爆破控制傾斜巷道的斜坡頂?shù)捻鲜夜安枯喞尚?，成型后在硐室拱部進(jìn)行錨網(wǎng)、錨索永久支護(hù)，并噴射混凝土永久支護(hù)；

步驟S12：步驟S10、步驟S11中掉落的巖體填埋于傾斜巷道的斜坡道8上，工程車(chē)9底部借著掉落的巖體13支撐逐漸前移，并采用步驟S10-11的方法逐漸將傾斜巷道的整個(gè)斜坡頂?shù)捻鲜夜安砍尚筒㈠^網(wǎng)、錨索、噴射混凝土永久支護(hù)完畢；

步驟S13：整個(gè)硐室拱部施工完畢后，進(jìn)行硐室下部施工，正向進(jìn)行兩次分層起底，保證硐室底部平整性，同時(shí)根據(jù)巖體情況對(duì)墻部進(jìn)行噴射砼、管縫錨桿臨時(shí)支護(hù)，支護(hù)規(guī)格及噴漿厚度按照設(shè)計(jì)要求執(zhí)行，由于硐室施工時(shí)工序合理，施工方便，機(jī)械化程度高，因此能夠大大提高施工速度；

步驟S14：進(jìn)行檢修坑、泥沙沉淀池、懸吊設(shè)施基礎(chǔ)的開(kāi)挖，最后進(jìn)行硐室底板鋪筑、懸吊設(shè)施基礎(chǔ)澆筑作業(yè)。

在本實(shí)施例中，在步驟S6中，硐室另一半邊拱部的刷擴(kuò)采用前進(jìn)式的打眼掘進(jìn)方式，保證拱部刷擴(kuò)質(zhì)量。

在本實(shí)施例中，在步驟S7中，錨索支護(hù)可采用錨索臺(tái)車(chē)，主要施工工序如下：

步驟S71：打孔；

步驟S72：插鋼絞線；

步驟S73：堵孔；

步驟S74：注漿；

步驟S75：安錨具；

在本實(shí)施例中，在步驟S11中，噴射混凝土永久支護(hù)的厚度為100mm-150mm，支護(hù)工藝與典型巷道斷面施工支護(hù)工藝相同。

在本實(shí)施例中，在步驟S14中，硐室底板均為C30混凝土鋪筑。

在本實(shí)施例中，在步驟S14中，懸吊設(shè)施基礎(chǔ)澆筑過(guò)程中，混凝土用插入式振搗器搗固，振動(dòng)棒插入下層混凝土40～50mm，每次移動(dòng)400mm左右，振動(dòng)時(shí)間20～30s。

在本實(shí)施例中，可采用全機(jī)械化作業(yè)的方式，即掘進(jìn)施工（臺(tái)車(chē)）、噴射混凝土（噴漿臺(tái)車(chē)）、錨桿施工（錨桿臺(tái)車(chē)）、錨索施工（錨索臺(tái)車(chē)）。

在本實(shí)施例中，由于硐室斷面較大，不宜一次進(jìn)行全斷面開(kāi)挖，可考慮先半邊導(dǎo)硐，永久支護(hù)完畢后，再刷擴(kuò)另一側(cè)。

上列較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。