某公路采空区处治实施性施工组织设计

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某公路采空区处治实施性施工组织设计

三、工程概况及工程地质条件

1、采空区地段自然地理概况

二叠系上统龙潭组(P21):主要由一套海陆交互相为主的煤系地层,总厚度360m,依据岩性和含煤特征可将全组由上至下分为六段。

DBJ∕T 15-211-2021 回弹法检测泵送混凝土抗压强度技术规程.pdf3、水文地质、工程地质概况

采空区地段地下水类型主要为松散土类孔隙水、碳酸盐岩岩溶水、碎屑岩类裂隙、孔隙水三大含水类型。孔隙水主要为第四系冲、洪积层、坡残积层中的孔隙水。碳酸盐岩岩溶水由于埋藏型灰岩类则极不均匀。碎屑岩类裂隙、孔隙水主要赋存于侏罗系长石石英砂岩及二叠系煤系地层泥岩夹白云岩、燧石灰岩裂隙中,一般水位埋藏较浅,分布广而流量少。三个采空区皆位于山坡上部,岩石风化破碎强烈,裂隙发育,因此地下水不发育,水量较小。

4、煤矿采空区详细工程地质勘察成果

采空区的勘察成果本次煤矿采空区施工图勘察工作采用工程地质调查、采矿调查、工程钻探、地表沉降观测的综合勘察方法。经过详细的采空区工程地质调查、采矿调查,煤矿采空区的主要特征见下表

某1K9煤层采空区和大湾子煤矿K8煤层采空区治理方法为注浆治理,沙河煤矿采空区基本属于巷道式开采,该段K6煤层在路线上方,因此采空区在路线开挖时就被处理,暴露在边坡的采矿空洞可用块石封填,不需要作专门设计。

本段煤矿采空区沉降观测结果表明现阶段煤矿采空区未出现明显的沉降,主要是因为煤矿采出率较低,开采方式为房柱式和巷道式开采。由于煤层埋深较浅,因此采空区对上覆岩层的影响在今后会表现出来,从而危害拟建的公路工程。采空区对公路的危害性主要表现在:采空范围较小,地表不产生较大的移动盆地,但由于采深小,又任其垮落,因此地表变形积累到极限状态时突然垮塌,且不连续。产生较大的裂缝和塌陷坑,威胁公路路基的稳定。对于预留煤柱较少的部位,经过长期的风化剥蚀,顶板逐渐失去支撑,使得小范围采空区连接扩大,可能出现大范围沉降,这种沉降具有时间和空间上的不确定性,进而持续的威胁公路工程的安全。由于开采程度差异较大,而且没有规律,因此地表塌陷变形也表现出较大的差异。因此公路工程在本采空区路段频繁的改变曲率和坡度,严重影响行车的安全。

设计标准对采空区路段进行治理后,地基的变形应满足公路工程对地基稳定性的要求,即:经治理后的采空区在公路运营过程中,不再产生较大的变形,保证公路安全营运。根据《公路下(上)采空区勘察设计规范》(报批稿),高速公路工程的采空区地表容许变形值应满足下列的规定:

倾斜:T≤±3mm/m

变形:ε≤+2mm/m

采空区的治理设计应充分考虑当地的环境特点、工程地质条件、材料分布与供应=资源规划与工期要求等因素,治理方法技术先进、经济合理。应坚持一次根治,不留后患的原则,同时遵守投资合理、效益高、保护环境、合理利用与保护矿产资源的原则。治理后的采空区地基能有效地承受公路和车辆荷载,不产生超过公路工程允许的变形,保证公路安全营运。

项目部负责该项工程的施工管理,确保工期、优质、安全完成。项目部设工程部、安质部、机物部、计财部、试验室、综合办公室,下设采空区处治施工队,负责管段内采空区钻孔、原材料进购、注浆等工作。

在施工之前用全站仪进行线路导线复测。本标段测量方法采用:水准复测与线路贯通一同施测,平面控制采用导线控制;高程采用三角高程控制。熟悉施工图纸、施工规范、检验评定标准。施工用水已经进行检测合格。测量人员进行孔位放样,为钻孔作好准备

施工现场要求达到“三通一平一清”,即水通、电通、道路通,路堤段台阶明显,场地需平整。

砍伐或移植扩建用地范围内的树木、灌木丛、农作物等,对于路堑石质地段,清出表面的植被和浮土并及时运至指定弃土场。

根据路线红线范围及临时征地范围,组织人员进行征地拆迁工作。征地拆迁是前期准备工作的重点之一,是保证施工能展开的先决条件。

用机械清除原地面表土及杂物并挖填成整成平地,作为钻机及注浆用工作平台,拟订在K30+800处红线内修建注浆站一座。

(4)、施工便道的修筑

已经修建了碎石路面便道,并每隔200m设会车平台一处。路面采用20cm厚泥结碎石或石碴。施工期间专门成立便道维护小组,配备专用的机械,进行日常便道的维护工作,防止因便道问题而影响工程进度。

我部已经从上半岩大桥配电房架设高压电线至施工现场。

为了保证施工用水,在注浆区修建两个蓄水池(1个不小于60m3、1个不小于15m3)并设置3台抽水泵从采空区所在的巩固村河里(常年流水,水量充足)抽水至蓄水池,由于高差大,中间设1个过渡泵站。

施工工期安排注浆治理施工应安排在路线施工前进行,有效工期为4个月,质量检测在施工完成后3个月进行。

九、劳动力组织、施工机械设备及主要材料供应

1、为了满足采空区工程按期完工,保证工程质量,我部于去年已经上场一个采空区施工队,拟定施工全面展开队伍人员配置为:管理人员5人、技术工人6人、安全人员1个、钻孔工人48人,水电工3人,修理工2人,司泵12人,汽车司机10人,普工20人,其他人员2人,负责本合同段内的采空区钻孔、材料供应、注浆等工作。

各种施工机械及设备已经到达施工现场,准备就绪,设备机具配置表见下表。

额定功率(kw)或容量(m3)吨位

114kw/1.0m3

117.7kw/3.0m3

至今我部已经落实了各种材料的供应渠道,选材了正规合格、业主指定的材料供应商,并签订了相关合同。

超前计划了工程材料,要求及时到达我工地,以满足现场的需要,同时提前作好所需材料的取样检验工作,为以后大规模进料做准备。

十、钻孔成孔工艺及技术要求

某绕城公路西南段两阶段设计图采空区处治修改设计中设计了每个孔明确的孔位坐标及每个孔具体的深度,并对每个孔进行了编号。孔位钻孔深度为地面至采空区底板1m处,注浆孔的灌注长度为采空区最上部岩层至采空区底板。

注浆孔应用经纬仪或全站仪进行实地测量放样,钻孔实际位置原则上不应超过设计位置1.0m。确因地形影响,钻孔不能放在设计位置时,可视具体情况予以调整。鉴于煤矿开采和塌陷变形的复杂性,通过有限的勘探钻孔尚难以精确查明地下的全部情况,如出现与设计不符的情况时,其它孔位将据此对原设计进行适当的调整。

平整场地,设置机台,安装300型钻机,调平机架、机体,因地物、管线影响时移动不宜超过0.5米。准备钻具:备好中套管、钻头以及钻杆、岩心管等设备。

4、钻基岩:待水泥砂浆初凝后,继续基岩钻过,孔内一般采用清水循环钻进,非特殊情况不采用泥浆循环,如遇硅质灰岩或燧石团块即改用金刚石等钻进工艺。钻至溶洞充填物改用干钻并取样鉴定。

钻至设计孔深度,经专业工程师自检后。请监理工程师检查同意方可提钻。用清水洗孔直至返清水。如不返水,冲洗时间不少于30分钟。然后拧孔口盖准备压浆。

十一、浆液材料及配合比

浆液材料主要由水、水泥、粉煤灰等组成,水为当地河水,其PH应大于4;水泥为425普通硅酸盐水泥,其质量应符合国家GB175要求标准;粉煤灰为附近电厂初排产品,速凝剂为水玻璃。

注浆系统由:料场、一级搅拌池(机)、二级搅拌池(机)、供水系统、注浆泵、注浆管道、封孔装置等组成。

3.2注浆系统配置要求

料场:堆放材料的料场场地要平整,运料车辆能正常通行,且紧邻搅拌机,使材料便于运输、搬运、要求设有防潮、防雨措施。搅拌机:要求能满足正常施工要求,搅拌后的浆液应均匀,符合设计要求,一次搅拌量宜大于等于1.5m3。搅拌池:修建的搅拌池应满足正常施工要求,中间设置搅拌系统,使得搅拌后的浆液均匀,符合要求,一次搅拌量宜>1.5m3。水池:制浆站应根据施工注浆总量需要,建立数个水池,以保证正常施工,水池建筑规模及要求视工地具体情况而定。注浆泵:宜采用变档定量泵,其额定排浆量不小于250L/min,注浆泵压力应大于注浆最大设计压力的1.5倍。

压力表:注浆用压力表最大指数应小于10MPa。

封孔装置:采用卡盘法或孔口套管止浆法。

注浆管:采用50mm钢管,丝扣联接。

十二、注浆施工工艺及方法

浆液配制应按设计浆液配合比进行,并随机抽查浆液的各项指标。原材料:水用水表或定量容器计量;水泥按袋或按定量容器(散装水泥)计量;粉煤灰用定量容器计量。

搅拌过程:高速搅拌机每次搅拌时间不得少于3min;低速搅拌机每次搅拌时间不得少于5min。

注浆采用装液浓度先稀后稠的方法,注浆开始后,要定时观测泵的吸浆量和泵压,记录注浆过程中发生的各种现象,收集原始数据,并根据实际情况及时调整注浆量和浆液浓度。为便于注浆质量控制,实际注浆时,每孔可选稀、稠两种配比的浆液进行灌浆,稀装灌注量取单孔注浆量的20%为宜,但平均水固比不宜低于1:1.2。当注浆量较大时,应采用间歇式注浆法施工,或在浆液中加入水泥重量2%的速凝剂。

注浆孔施工顺序为先两侧,再中间,先倾斜采空区下山方向,再由下山方向向上山方向展开。两侧的注浆孔施工时采用间歇式注浆,每次注浆时间一般不要超过10小时。

路基范围内出露的废弃矿口,由于已经坍塌,不能直接进行人工填充,采用人工抛扔片石充填大部分空洞,然后向洞口无压力住浆,直至将废弃矿井填充饱满。

以上参数的取得是在一部分孔进行注浆试验取得的,同时我部也应详细了解注浆孔附近空洞分

2、孔口注浆压力计算:

按该采空区现场施工确定。可按以下公式计算:

鉴于煤矿采空区的复杂性,在施工过程中,注浆孔的深度、注浆量的大小与设计量可能存在一定的差距,应根据现场的实际情况确定。

4、注浆过程中施工管理

(1)、注浆浆液及配制

在注浆工程施工过程中应对水泥每个批号的产品检测化验一次。相同批号的产品超过300t时,每3O0t检测化验一次。鉴于注浆工程的特殊性,施工时水泥材料以7d的检测化验为准。在注浆工程施工过程中,当注浆量为2000m3,左右时必须抽检一组样,检测浆液的密度、结石率、初凝和终凝时间参数。在注浆施工过程中,每孔所注入的浆液每班应做密度、结石率等参数的测定。在配制过程中应用磅秤抽查水泥、粉煤灰等材料的数量,称量误差应小于5%。

(2)钻机、注浆施工管理

钻机安装就位后,应检查孔位的准确性,并保证开孔钻具的垂直度。注浆施工管理:搅拌系统、注浆设备及机具等必须进行定期检测和维修,以保证注浆施工连续进行。压力表应经常进行检查和标定,不合格的和已损坏的压力表严禁使用。在注浆施工过程中,应设专人对邻孔水位埋深、串浆及地面冒浆等进行观测,以便及时处理。

5、注浆治理工程临时占地和施工便道注浆治理工程临时占地是指采空区注浆施工所占用的除路线设计永久征地范围以外的用地,便道:治理工程便道2km(已经修建完成)。

鉴于该采空区工程地质条件复杂、工程隐蔽性强等特点,为了保证治理工程的质量,应对治理施工过程进行科学的组织与管理。我部采空区注浆治理工程成立了专门的施工队,施工队伍具备采空区施工的丰富经验和熟练的钻孔注浆施工技术。

1、开工前,由工区技术主管以书面的形式向监理工程师上报施工工艺和施工准备情况,在征得监理工程师同意后才实施该工程的施工。工区安设现场标示牌,标示牌上注明单位工程名称、所在里程、主要工艺、质量要求、创优目标、施工及质量负责人姓名等。

2、搞好技术交底,坚持按章操作。开始前由专业工程师或质检工程师会同工班长对作业人员进行详细的技术交底,交清设计要求、规范要求、质量要求和操作工艺标准,作业人员严格按照技术交底要求和标准施作,质检工程师和工班长随时进行自检,并纠正违规行为。孔的平面布置位置及数量应符合设计要求。

3、施工前应仔细检查机械设备、电气设备、阀门的密封性和可靠性;

4、施工实施阶段:控制源头,把住材料采购关,施工用水泥及外加剂的品种、规格、质量应符合设计要求。各种材料到达工地必须由质量工程师进行验收,投入使用前必须按规范进行试验并将材料的质量检验结果报送监理工程师审查并在审查认可后方准投入使用

5、钻机必须配有计量装置及深度检测器。必须记录钻头到达桩底时发电机的输出电流值,以保证成桩底到达采空区底板以下1米;

7、主要工序工程质量保证措施

采取质量检查员、工区长、质检工程师、总工程师、项目部经理负责制。注浆工序采用跟班作业的方法,控制质量通病的发生。对业主、监理在施工过程中提出的质量问题、管理问题,由项目经理负责,并及时采取纠正和预防措施。施工进场落实注浆材料源后,按照设计配合比进行施工。施工时因受水文地质条件的影响,应及时调整混合比例。注浆过程中严格按照试验配比控制水泥浆比例,以免发生堵孔现象,影响注浆质量。

注浆工程质量检测施工工程质量检测拟选择的检测方法为钻探和物探两种,物探配合检查孔钻探物探检测安排孔内孔内深波测试。质量检测在施工完成3个月后进行。

在本分项工程施工中,将认真贯彻“安全第一、预防为主”的方针。安全目标是:杜绝重伤以上人身伤亡事故,杜绝一切机械设备重大损失事故,杜绝交通运输重大责任事故,杜绝一切火灾事故,创“安全生产、文明施工的标准化工地”。

2、安全生产管理组织机构

严格按照批准的设计文件和施工方案进行施工,实施性施工组织设计包含安全技术措施,并经本单位安质部门审批,建设单位备案,实施过程中并经常向建设单位报告施工进展情况。抓管理、抓制度,盯住现场,跟班作业,抓住关键。开展“安全生产、文明施工标准化工地”建设;施工现场做到施工规范,布局合理,管线齐全,灯明路平,标志醒目、防护设施齐全;在施工现场悬挂有关施工安全标语,设立醒目警示牌。

1、环境保护目标及体系

(1)环境保护目标:施工零污染。环境保护及水土保持满足国家和地方法律法规及设计文件的要求。

环境保护体系框图见下图。

2、环境保护的保证措施

为了保护和改善生活环境与生态环境,防止施工造成的作业污染和扰民,采取以下措施:

(1).贯彻ISO14001:环境管理体系标准,制定环境方针,确定环境管理方案,环境保护计划,并贯彻到整个施工活动中,严格执行环保的各项规定。积极推行环境“评审”或“审核”,以评定自身的环境表现。强化环境管理体系的过程,实现对整体环境表现的持续改进。

(4).防止烟、尘污染:各种运输车辆包括机车使用装有符合国家卫生标准的净化装置。施工便道等随时进行洒水或其它降尘措施。

(5).靠近居民区的工点为了防止噪音,合理安排施工时间减少对居民的干扰。机械车辆鸣笛,采用低音喇叭,控制噪音污染。为保护施工人员的健康,合理安排工作人员轮流操作筑路机械,减少接触高噪声的时间,或穿插安排高噪声的工作。为保护施工现场附近居民的夜间休息,对居民区150m以内施工现场的施工时间加以控制。

(6).对施工中可能遇到的各种公共设施,如埋入地下的管线电缆等,制定可靠的防止损坏或位移的实施措施,并向施工人员交底。

(7).工程施工中如发现文物或其它有价值的物品,应暂缓施工,保护好现场,并及时向有关部门报告,按有关规定处理后方可继续施工。

施工中开挖的弃土、弃碴运到指定弃土场堆放,弃土场弃土堆放整齐,按规定做好防护,边坡稳定平整,尽量避免破坏或掩埋路基下侧的林木、农田及其它工程设施。做好排水设施,防止水土流失及泥水流冲刷淤积周围农田和施工场地。

裸露部分要种草或植树,防止水土流失GBT 39436-2020标准下载,作好施工场地竣工后的清理、绿化及复耕还田工作,保护自然环境。

行驶在既有公路上的运送散料(砂石料等)必须装载适量,严禁沿途漏洒和污染路面。运送易被风吹落的粉状料时进行必要的覆盖;雨季必须保持车辆轮胎卫生,以免污染既有道路。

(9).施工环境破坏后的恢复措施

临时用地使用完后按地方的政策标准恢复并交付地方。

临时便道的恢复:工程完成后,按当地要求,可以移交地方使用或按地方的政策标准恢复并交付地方。

取弃土场的恢复,按地方政府的规定,或成鱼塘GB/T 40009-2021 废轮胎、废橡胶热裂解技术规范.pdf,或达到复耕标准交付地方。

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