上巷车场风桥施工技术应用

[摘 要]针对21105上巷车场底板与二水平南翼胶带大巷顶板最小层间距为400mm,为确保施工安全和通风系统的可靠,需要施工21105上巷车场风桥,保证了生产连续性.

[关 键 词 ]风桥；桥墩；骨架；混凝土

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0399-01

0、前言

21105上巷车场位于城郊煤矿二水平南翼轨道大巷内开口施工,与21105上巷贯通（未掘）,巷道西侧为二水平南翼3#联巷（已掘）,东侧为21105中间巷车场（已掘）,从二水平南翼胶带大巷上方穿越,其余均为未采区.21105上巷车场担负着21105工作面的行人、进风及物料运输任务.该巷道的性质为准备巷道.

21105上巷车场设计总工程量为159.446m.其中21105上巷车场151.446m,移变硐室5m,注浆硐室3m.21105上巷车场在二水平南翼轨道大巷内沿14°方位角开口施工,开口按+3‰施工90.849m后再沿70°方位角按照+3‰施工直至与21105上巷贯通.因21105上巷车场在通尺37.3m至通尺42.3m从二水平南翼胶带大巷上方穿越,21105上巷车场底板与二水平南翼胶带大巷顶板最小层间距约为400mm,为确保施工安全和通风系统的可靠,需要施工21105上巷车场风桥.

1.工作面概况

21105上巷车场沿二2煤层上部泥岩、细粒砂岩、砂质泥岩和二2煤层掘进.细粒砂岩呈浅灰色,薄层状,主要成分为石英、长石及少量云母,泥质胶结；砂质泥岩呈灰色,中厚层状,含植物化石,砂质分布不均匀,局部富集,局部夹薄层泥岩,裂隙面见黄铁矿.

2.施工方案的选择

风桥桥墩的施工方法：将风桥桥墩施工地点的原二水平南翼胶带运输大巷帮部进行扩帮、支护、开挖基础至设计尺寸,然后立钢梁、立模板浇筑砼,砼标号不低于C20.

方案1风桥桥面的施工：待风桥桥墩施工结束后,然后在二水平东翼胶带大巷内再施工风桥桥面.桥面施工前先进行挑顶作业,挑顶采取每次挑顶一排顶板支护锚杆（700mm～800mm）的距离,然后支护一排,挑顶时临时支护采用5根金属前探梁配合一道背木,挑顶支护至设计尺寸后,采用6800mm长的11#矿用工字钢做为棚梁,两端分别搭接在桥墩上,棚梁间距300mm（中对中）,在棚梁上铺双层钢筋网,然后立模浇注砼,浇筑时利用风桥桥面上下有6°左右的坡度,采取从下至上逐段进行,砼标号不低于C20.

方案2风桥桥面的施工：桥墩施工结束后,在二水平南翼胶带大巷内采用6800mm长的11#矿用工字钢做为棚梁,棚梁与21105上巷车场巷道中心线平行,两端分别搭接在桥墩上,棚梁并排放置不留间隙,待21105上巷车场施工通过该区段后,在21105上巷车场内风桥对应区段进行拉底至钢梁上表面,清净浮矸然后调整钢梁高度并在钢梁上表面铺双层钢筋网进行浇筑砼,砼标号不低于C20.

方案1的优点：

1.风桥在巷道中的位置决定了风桥是该巷道施工的瓶颈.该方案有利于平行作业.

2. 该施工方案采用从下方立模板浇筑砼,与方案相比可以节省23根6.8m长11#工字钢梁的成本.

3. 挑顶施工后实现了桥墩的整体性并保证了风桥桥面下方的高度符合设计3.2m要求.

方案1的缺点：

1.挑顶施工难度大,有安全隐患.

2.施工中大约多消耗了顶板支护锚杆60根.

3.振捣浇筑风桥桥面的砼不方便,容易出现蜂窝麻面.

方案2的优点：

1.避免了挑顶施工,消除了安全隐患.

2.比方案1大约节约了顶板支护锚杆60根.

3.从上方浇筑风桥桥面的砼,不容易出现浇筑质量问题且浇筑施工方便.

方案2的缺点：

1、 风桥在巷道中的位置决定了风桥是该巷道施工的瓶颈.不得不在21105上巷车场施工至通尺32m时,停止工作面掘进,进行风桥桥墩的砌筑.

2、 该施工方案采用从上方浇筑,21105上巷车场从上方穿越时,必须在二水平南翼胶带大巷内该区段布满11#工字钢进行加强支护,因此比方案1多消耗了23根6.8m长11#工字钢梁.

3、 由于受巷道高度的影响风桥桥墩不能实现一次浇筑到位,为保证风桥桥面的高度符合设计,待浇筑桥面时需重新抬高桥面钢梁,进行二次浇筑桥墩.

通过方案对比,考虑到采煤工作面的生产效率及效益,方案二更具有操作性,且大大提高了开拓效益.

3.施工工艺及支护要求

待21105上巷车场施工至通尺32m时,停止工作面掘进,进行风桥桥墩的砌筑.风桥桥墩施工结束后,在桥墩上面并排铺设11#工字钢作为风桥桥面棚梁.21105上巷车场出矸、前移耙装机,后巷打设两道临时风门.21105上巷车场继续施工至通尺45m,迎面墙防护结束后,在21105上巷车场内风桥对应区段进行拉底,砌筑风桥桥面.

3.1 施工方法

先施工风桥桥墩,将风桥桥墩施工地点的原二水平南翼胶带运输大巷帮部进行扩帮、开挖基础至设计尺寸,扩帮、开挖沿桥墩长度方向从距SYP16点近处开始逐排钢带（700mm～800mm）进行,自上而下进行扩帮.待扩帮支护至设计尺寸后,进行工字钢骨架、模板立设然后浇筑砼.在两个桥墩基础长度方向的中心线偏向巷道内400mm的直线上各打设6根Ф20×2200mm高强锚杆,锚杆间距900mm,锚杆外露500mm；在锚杆两帮侧平行于底板、紧贴锚杆铺设2根5200mm长的11#矿用工字钢,工字钢距底板300mm,工字钢底面与锚杆贴紧,每根锚杆处采用不少于4股8#铁丝将该工字钢与锚杆固定牢靠；在该工字钢两帮各竖直架设6根3800mm长的11#矿用工字钢作为桥墩的骨架.桥墩规格为长×高×厚等于5200×3200×1000mm,砼标号不低于C20.

桥墩施工结束后,在二水平南翼胶带大巷内采用6800mm长的11#矿用工字钢做为棚梁,棚梁与21105上巷车场巷道中心线平行,两端分别搭接在桥墩上,棚梁并排放置不留间隙,并且保证棚梁下表面距二水平南翼胶带大巷底板不低于3200mm.待21105上巷车场施工至通尺45m后,在21105上巷车场内风桥对应区段进行拉底至棚梁上表面,清净浮矸在棚梁上表面铺双层钢筋网进行浇筑砼,砼和工字钢总厚度500mm,砼标号不低于C20.

3.2 锚网支护

注锚杆时,必须先将锚杆孔内污水、岩粉用吹风管吹净,塞入两卷MSK2335型树脂锚固剂后,再用风动帮锚机配合Φ32mm套头将锚杆注入,旋转30秒后再等至少2分钟将套头取掉,然后挂钢筋网、钢筋梯,并上紧螺帽,用扭矩扳手上紧,使扭矩达到200 N?m.要求钢筋网搭接不小于70mm,每隔140mm用12 #铁丝双股对角绑扎,打注锚杆顺序要先上后下.

3.3 浇筑混凝土

浇筑混凝土立模板时,中腰线固定好100×100mm的方木和模板,模板紧贴在方木上,并用100×100mm方木将模板支撑稳固,浇注混凝土采用人工搅拌混合料,混凝土计量要用计量斗,计量要准确,骨料级配要合理,混凝土配料要充足,浇注过程中,要确保连续对称浇注,每次浇注高度不超过700mm,浇注时采用震动棒震实,防止出现蜂窝、麻面.

4.结语

城郊煤矿21105上巷车场风桥进行施工, 取得了较好的技术经济效益, 并且经过使用表明, 联合支护效果好.因此, 针对21105上巷车场底板与二水平南翼胶带大巷顶板最小层间距为400mm,为确保施工安全和通风系统的可靠,需要施工21105上巷车场风桥桥面施工,采用“风桥桥墩+锚网喷与锚注+浇筑混凝土”联合支护是一种行之有效的方法.这种支护方式既安全、简便、易于操作,又可以避免了挑顶施工,消除了安全隐患, 降低施工成本； 既不容易出现浇筑质量问题且浇筑施工方便, 又可以解决永久支护的强度问题,风桥建成以后,未曾出现漏风现象. 因此是一种技术先进、经济合理、安全可靠的支护方式.