砌碹工程知识

砌碹工程知识砌碹工程知识主要内容一、巷道支护的分类及选型要求二、砌碹支护的分类及其优缺点三、现制混凝土砌碹工程施工方法 四、砌碹工程的管理 一、巷道支护的分类及选型要求n n巷道掘进后，必然引起周边围岩的变巷道掘进后，必然引起周边围岩的变形和围岩应力的重新分布。控制巷道形和围岩应力的重新分布。控制巷道矿山压力和围岩变形的方法归纳起来矿山压力和围岩变形的方法归纳起来有巷道布置、巷道保护、巷道卸压及有巷道布置、巷道保护、巷道卸压及巷道支护等四大类。巷道支护等四大类。巷道布置即巷道位置、方向的选择，一般地应布置在比较稳定的岩层或煤层中，避免布置在地质构造带、断层破碎带、松软或遇水易膨胀岩层、受回采引起的支承压力范围内；巷道的轴线方向应尽可能平行构造应力场的最大主应力方向，避免巷道轴线与最大主应力方向相垂直。巷道保护：即巷道的维护，确保巷道保持完好。l巷道卸压：也是巷道保护的方法之一，由于条件限制，无法将巷道布置在低应力区内时，采用人工卸压的方式，以减免掘巷和回采引起的应力集中。巷道支护：为了保持巷道的稳定性，防止围岩垮落或过大变形，而采取的积极的人为的控制措施。支护材料一般有木材、金属材料、石材、混凝土、钢筋混凝土、砂浆等。目前公司比较常用的支护材料为金属材料及混凝土。l(一)对巷道支架的要求l1)在巷道整个服务期间，支架能承受住围岩压力而不破坏，保证正常使用的断面面积，并有l良好的技术经济指标。l2)有助于生产活动的正常进行。l3)在受采动影响等情况下，支架要具有合适的工作阻力和可缩性。l4)在支设以后，支架应尽快达到承载能力。l5)有良好的工作特性。当支架达到极限承载能力时，其变形应是逐渐发生，避免突然破坏，以保证人员和设备的安全。l6)支架尽可能少占巷道空间且风流阻力系数小。l7)支架构件应具有一定的抗压、抗拉和抗剪强度，以适应井下拉伸、弯曲、压缩、剪切、扭转等复杂的受力状态。l8)支架材料的机械性能和物理化学性能稳定，要能防腐、防锈、无毒。l9)制造工艺简单，零部件互换性好，且便于组装、保管、拆卸和运输，并尽可能满足支护机械化的要求。l10)支架的材料费，制造费，运输、架设和维修费用总和最低。l（二)巷道支架选型条件l1)巷道类型和用途；l2)巷道的服务年限；l3)巷道围岩的物理力学性质；l4)巷道埋深、围岩状况及地质构造；l5)巷道的断面形状；l6)巷道布置与护巷方式；l7)巷道的施工方法；l8)材料选择、加工条件及技术经济合理性等。n n（三)巷道支护分类n n巷道支护分类见图6118。n n（四)主要支护形式n n主要支护形式见表6148、图6119。二、砌碹支护的分类及优缺点二、砌碹支护的分类及优缺点l（一）砌碹支护分类l砌碹支护，也叫发碹，按照所选用的材料，主要用于遇煤、围岩破碎带或地质构造带、流砂性地层的开拓巷道、硐室或交岔点。这种方式在当前我国煤矿中仍然是最基本、最常用的井巷支护方法。砌碹支护可分为以下几种：l（二）砌碹支护与其它支护方式相比主要优缺点：l主要优点:l1与木支架、金属支架相比，它是连续的、整体的，对控制地压有一定的优越性。l2对巷道围岩全部或顶帮大部能起到封闭作用，防止围岩风化。l3碹体的坚固、耐久、防火、阻水性等方面比木支架、金属支架优越。l4巷道壁面比较光滑，通风阻力小。l5材料来源广泛，多数可以就地取材。l主要缺点：l1不能立即产生支撑能力，需要一定的养护时间。l2劳动强度大，与架设其它支架相比。l3施工速度慢，尚不能机械化，对快速掘进不利。l4增加临时支护，对降低成本不利。l5综合劳动效率低。v（三）常用的砌碹巷道的断面形状v砌碹巷道断面形状有：半圆拱形、三心圆拱形、带底拱的半圆拱形或圆形、椭圆形以及马蹄形等。v以上所列各种断面形状中，最常用的是半圆拱形和三心圆拱形两种，必要时可以加上底拱，或者就使用圆形碹，因为这几种形状的抗压性能都比较好，施工操作比较方便。三、现制混凝土砌碹工程施工方法三、现制混凝土砌碹工程施工方法l、砼标号及配比l混凝土的标号系指按照标准方法制作养护的边长为20厘米的立方体试块，在28天龄期，用标准试验方法所得的抗压极限强度（公斤/厘米2）。l常见的混凝土的标号有150号（记作C15）、200号（记作C20）、250号（记作C25）等。井下砌碹常用的混凝土标号主要是200号（C20）。l200号（C20）混凝土的常见配比：l水泥：中砂：碎石=345kg:0.42m3:0.88m3（水灰比W/C=0.40.8）n n、砌碹支护的工艺流程n n根据砌碹巷道断面及形状加工制作碹胎-运送碹胎-标定中腰线-加固周边支架及做好砌碹点的临时支护-扩刷顶帮-挖基础-砌碹墙-立碹胎架-砌碹拱-拆模-养护、碹胎制作的材质及其性能和结构 制作碹胎的材料过去多用木材，随着钢铁的增多而且铁碹胎复用率又高，使用木碹胎的比例大大减小。但制作碹胎也多是就地取材利用旧料；根据巷道规格、断面形状的不同，碹胎也不统一，风格各异。一般有下面几种材质的碹胎：1钢轨碹胎：一般采用1518kgm的旧钢轨制成，可用冷弯和热处理的方法加工。巷道宽度小于2m的，可用整根钢轨加工，巷道宽度大于2m，为了运输、安装和回撤的方便，可以分成两段或三段，它们之间用道板和螺丝连接；巷道宽度大于45m时，为了加强碹胎的强度，防止碹胎变形，有时可在碹胎内加横撑和立柱(图334a)。用钢轨制造的碹胎要带胎爪，长度100mm左右。2槽钢碹胎：一般采用14、16、18号槽钢制成，根据巷道断面不同，可分为两段或三段，两段之间的接头用小槽钢和螺栓连接，在碹胎的两端焊上小铁板，厚度为810mm(图334b)。槽钢碹胎的宽度较大，可以相应加大碹胎的间距，同时这种碹胎稳定性好，比较安全。但是变形以后修理是比较麻烦。l3角铁碹胎：把两个角铁弯曲后对焊起来也可以做成碹胎，它的重量较钢轨和槽钢碹胎轻些，强度也能满足要求。这种碹胎加工制造比较麻烦。用角铁做碹胎时也要在两端焊上810mm厚的铁板，这样支立时方便、安全(图334c)。4木碹胎：一般是用厚度50和75mm的木板三层或两层拼制成的。由于木碹胎的强度低，在制造时要加横撑、斜撑和立柱。当巷道的宽度较大时，为了使用和运输的方便，要做成几块，到使用地点进行组装(图334d)。木碹胎用在工程量不大和规格不一致的巷道、硐室和碹岔等砌碹工作中。、施工前的准备工作1施工前，要根据工程规格和进度要求，准备足够的模板、撑柱和其它材料。2检查一下碹胎的制作是否合乎要求。3大型硐室施工，要尽量采用预制模板，使用前要进行预安装，并按顺序编号，再运到井下组装。l4每次稳碹胎前，必须检查模板、工具和所用材料等是否能满足施工要求，以确保浇灌混凝土工作顺利进行。l5模板加工时，两侧和正面都要刨光，这样既便于拆除，又可以使碹体壁面光滑美观；模板拼接要紧密，没有空隙，如果出了空隙，要用黄泥堵塞，防止跑浆造成麻面，影响碹体质量。、混凝土的制作1现制混凝土，在工作面附近巷道的一旁，铺设34块铁板(规格15m12m或更大)，砂子先倒在铁板上，用铁锹扒平，再倒上水泥，把砂子和水泥拌合好，按规定加足水量，随后倒入碎石用铁锹再翻拌几遍，把碎石、砂子和水泥拌匀。2每次搅拌混凝土的数量，最好以一袋水泥的质量（50kg)为准，再掺入按配比规定的相应数量的碎石和砂子。为了更于按重量计算，可制成木或铁的量斗，量测砂子和碎石的数量，水可以用铁桶作量器。n n3搅拌混凝土的用水，尽量利用巷道中的裂隙水。如果附近没有水源，应安设水管，接通水源。n n4巷道砌碹用的混凝土，可以用机械搅拌，也可以用人工搅拌，目前多用人工搅拌。v、浇灌混凝土应注意的问题v1在浇灌混凝土以前，要有专人检查模板稳立的是否正角，支撑是否牢固，模板拼接是否严密，是否照准了中线和腰线，模板内的浮矸和木屑是否清理干净，钢筋绑扎是否合乎设计要求等，上述检查合格后才能浇灌混凝土。v2在浇灌过程中，还要经常检查模板、撑木等是否发生走动或变形，如发现与设计要求不符时，要找出原因立即处理。v3混凝土搅拌后，必须立即浇灌。存放时间超过一小时，必须再次搅拌才能使用。混凝土搅拌后，如果存放的时间超过了它的初凝时间，就不能使用了。v4浇灌混凝土的垂直下落高度较大(2m以上)时，应当使用溜槽运送或分段转运，以免混凝土在下落过程中发生分离现象。v5每次浇灌混凝土的厚度不应超过300mm，过厚了就不容易捣固。碹拱部分浇灌混凝土，应由碹拱两侧均衡的向碹顶浇，以免碹胎受力不匀。v6为保证混凝土的密实性和整体性，尽量采取连续浇灌法。在浇灌中，如间隔2h以上，必须把上次浇灌混凝土的表面凿成麻面，并铺设一层稀灰浆，然后再浇灌混凝土。v7在开始浇灌混凝土时，应先铺一层厚度约1215mm的铺底灰浆，铺底灰浆一般采用1：3的水泥砂浆。l、混凝土的捣固l1浇灌混凝土要随时进行捣固。其目的就是使混凝土密实。捣固的越好，混凝土的质量越有保证。混凝土的强度和防水性就能提高。l2捣固的方法，可以分为人工和机械两种，井下施工一般都是采用人工捣固。机械捣固效率高，质量好，是提高工程质量的一项重要措施。l3不论采用那种捣固方式，捣固器都要插入新浇灌混凝土的底层，接触上次浇灌混凝土的表面。捣固器插入混凝土中，要分布均匀，才能使上下两层混凝土连接紧密。捣固到混凝土表面冒出灰水时为止。l4捣固也不要过度，以免造成混凝土的分离和表面裂开。l5人工捣固混凝土所用的工具，一般采用木制或铁制的捣固铲。l6机械捣固器有表面震动器和插入式震动器等。插入式震动器适于井下捣固混凝土碹采用，使用时要把震动器垂直插入混凝土，操作时要快插慢拔，震动器捣固时不要接触模板，以免模板受震动。l、挖底槽、砌基础及砌砼墙l1在砌墙以前，一定要用中线检查已掘巷道的宽度。按照巷道中腰线，将原巷道刷大到设计尺寸，然后清除两帮的浮矸，并把基础上的矸石清理干净，再进行砌碹墙。l2在控制好两帮或两肩之后，在根据中、腰线定底槽位置，并挂好两侧墙的垂线，根据此线挖底槽；有水沟一侧基础深度要比水沟底深50100mm，没有水沟侧的基础深度要比巷道底板深150200mm。基础达不到设计要求不能砌墙。l3挖底槽一般用风镐、手镐进行。如必须放炮，则应有专门措施，防止崩倒四撑棚子。挖掘时也要注意四撑棚腿窝，防止松动或高吊。l4模板应当浸水润湿，防止由于模板吸收混凝土里的水分，影响碹的质量。l5模板稳立好以后就可以搅拌混凝土并进行浇灌。l6碹墙过高时，立模板要逐渐加高，不要一次就达到全高，不然，模板容易变形，也不好操作。每次稳设模板的高度不应超过1.2m。稳立模板以前，要详细检查碹胎和支撑木的规格是否合乎作业规程的要求。、立碹胎立碹胎也叫支碹胎，这是砌碹的基础工作。碹胎铺上碹板后就是砌碹的模子，有什么模子就砌成什么样的碹。一般当碹墙的高度较大时采用立柱。碹墙的高度较小时，采用木墩或石垛。为了支立碹方便，可以在碹胎垛或立柱上面摆一块厚度为100mm的木板(又称踏板)。稳碹胎一次稳一个或34个，立好以后要用拉条及横撑等连接起来(图511)，然后要用中线和腰线进行操平找正工作。l、砌筑碹拱及封顶l一般按以下步骤进行：l1从两侧拱基同时向上砌拱，以使碹胎受力均衡，保证安全施工。l2边砌碹拱，边铺碹板，随着砌碹拱，逐次铺好碹板。l碹板有三种：木碹板，槽钢碹板，角铁碹板。l3封顶：砌拱到最后34层时就转为封顶工序了。封顶的操怍方法有以下几种：l中间封顶法：碹体的长度不大(1m左右)时，可以采用这种方法。当砌到拱顶剩23块模顶时，把碹板全部上好，然后在工作台上由里向外进行砌筑(图512a)。l大面积封顶法：顶板好、碹顶挑落岩石较多的条件下，可以采用这种方法。具体操作时，把碹板全部上好砌碹人员进入拱内进行封顶工作。l 偏封顶法：拱顶两侧任意一帮有较大的空隙时，可以用这种方法。封顶不在碹拱中央，而在碹拱的一侧(图5一12b)，操作方法和中间方法相同。l小箍封顶法：用扁铁(10010mm)或薄铁板(56mm)制成小箍，封顶时把小箍放在两个碹胎中间的两侧碹板上，封顶用的碹板长度可以比一般碹板缩短一半，把短碹板一端放在碹胎上，一端放在小箍上(图512c)，然后由里向外进行封顶工作，把封顶工作分成两次进行。封顶时须注意操作，保证灰浆饱满，灰浆的标号要提高，一般采用1：3灰浆，咬子石要夹好。l利用小箍封顶法，施工操作方便，速度又快，又能保证接茬的质量。l（十一）、围岩破碎压力大情况处理技巧：l（1）原架棚支护时砌筑：在棚梁下轨道两侧打临时支柱，打临时支柱时要确保矿车能进出，临时支护要牢固；后撤两帮棚腿，如边帮宽度不够，尽量用手工或风镐开挖，然后浇灌墙体（如要补炮要多打眼，少装药，炮泥封口，尽量放小炮，放炮前用马钩钉把梁和腿加固，把腿和背邦木头连在一起。）；对压力较大地段，为提高支架的稳定性，用马鞍形前探梁吊圈在已撤棚腿段两侧巷道完好棚上挂好，再穿过轨道或矿工钢，用木塞塞紧，然后再轨道或下方打上点柱。n n墙体砌筑后放顶，根据现场情况，如有办法部份放顶，尽量不动上部掉顶部份，用点柱撑顶，用小锯子锯顶部木头直至拱厚，如确需全部放顶，则放顶后马上在砼墙上再架棚支护，坑木接顶，后再搭砌胎，把架棚都包起浇灌。（2）在无架棚冒顶时砌筑：对冒顶尚未稳定的地段，从未冒顶处开始先砌12米，然后利用已砌好的拱进行前探控顶，控顶1米即砌1米；无法利用砌好的拱进行控顶的，可在砌碹拱内架设23棚临时木支架，然后再用前探梁超前支护的办法进行处理冒顶，处理1米后立即进行砌碹1米支护。n n如冒顶高接顶无法到顶板，棚梁上用坑木铺一层坑木上垫袋装锯糠两层，起缓冲作用，以防顶板垮落导致棚架失效；在架棚要确保砌筑的宽度和高度，保证砌筑净断面尺寸及砌体厚度。n n在前探梁超前支护的情况下，如遇碴量大、上部破碎、冒顶高度大但巷道墙体岩性较好或冒顶是上宽下窄的情况，先把碴扒平，先浇灌拱体，两侧拱基处尽量浇灌到边帮，然后清碴浇灌墙体，这样可减少清碴时破坏原来的压力平衡，继续产生垮帮冒顶。n n如遇围岩特别破碎、压力大砌碹，可提高砼标号或砌体包旧轨道加工的拱形棚，每拱长度一般为1米，遇特殊也可7080cm一拱。n n对冒顶稳定、不再垮落的地段，可直接出碴，再进行砌碹。四、砌碹工程的管理四、砌碹工程的管理l砌碹工程管理主要有以下几个方面：l（一）、立项：矿组织人员进行现场工程量勘查、申请l砌碹工程量的确定：应以现场实际需要的工程量确定，由工程技术人员根据现场确定，并做好标记，计算预计资金再上报公司（或分公司）招投标办公室立项、审批。l（二）、审批：招标办组织有关部门人员现场复勘、工程量确定、报公司领导审批。l（三）、实施：招投标、队伍到位、规程编制、审批、学习并贯彻l编制招投标说明书，公示，公开招投标。l技术员应立即编制技术措施（主要内容：工程概况说明、主要工程量、主要安全技术措施、工程质量要求、平面和断面图），有关部门及领导审批后，组织施工作业人员进行学习、贯彻后再开工。l（四）、监管：工程量控制、质量控制（砌厚、标号、规格尺寸）l1、工程量控制：l现场勘查时由施工员用红漆标注位置及长度，根据中腰、断面规格（含砌体厚度）对所需扩刷进行标注，如扩刷量较大要由各职能部门联合验收，安全条件允许情况下应一次性扩刷。实施过程中必须严格控制原先界定的工程量，不能超计划，若确实超计划施工，必须上报公司（或分公司）生产部门说明原因，待公司（或分公司）生产部门现场确认后方可按调整的工程量施工。l2、质量控制：l断面规格：施工技术员应按设计图纸要求进行现场放样。立模前依据中腰线由施工员验收断面规格尺寸，合格后方可立模、砌筑；l如安全条件不允许，一次砌碹长度只能逐米扩刷，扩刷后立即进行临时支护；技术员要做好砌碹工程的隐蔽记录。当班发现有不合格工程，应立即组织返工处理。l严禁随意更改规格尺寸和质量要求，如确需更改且在不影响以后使用和安全生产的，应以书面形式申报，并经矿各部门和分管矿领导同意后，再上报公司职能部门同意方可更改。l砌厚和标号：l施工过程中，日常由施工员、包片安检员等管理人员检查浇灌砼厚度及配合比，发现不符合要求当班返工并给予处罚；对当班浇灌的砼墙或拱，应进行挖砼检查是否有掺矸行为，发现严重的可以返工处理；l对日常未监控到位的砼拱，可以补点钻孔查验厚度。l通过统计已使用的水泥、砂、石子及已完成的工程量进行核验，查看砼拱下料是否达到设计砼标号要求。l单位工程完工时生产办根据施工队的竣工验收请求后，组织各职能部门到现场进行点孔，点孔原则上根据工程量长度的1040的孔数对拱墙进行均匀布孔，施工队现场按指定的孔位进行掘孔，验收人员必须在现场监督打孔后立即组织验收，厚度小于设计厚度的60时，工程不予结算；实际厚度在设计厚度的60100时，按实际厚度结算；实际厚度大于设计厚度的，按设计厚度结算。l表面质量及平直顺：砼浇灌时加强捣固，拆模时如出现严重蜂窝麻面，影响安全使用通知返工。对模板冲洗或刨光，表面不平的模板要更换，浇灌时加强捣固。立模时前要按中腰线拉边线放垂线，按腰线安装碹胎，使用前检验加工质量，以确保整体平直顺。l砌体壁后浮碴充填：这是保证质量的重要一环，碹体的破坏往往与壁后充填不好有关系。壁后充填既能使碹墙及拱全面起到抗压的作用，充填物又具有一定可缩性，为围岩应力释放创造了条件。壁后充填应选用较坚硬、遇水不变质、不风化的碎石，在地质变化大或淋水地段应采用低强度的混凝土或片石砂浆充填。严禁将坑木压在碹墙和碹拱里，杂物的存在使碹体受力不匀，压力的集中点，就是碹体的破坏处。现场由施工员、包片安检员日常检查验收，做隐蔽记录。拱顶充填：一般碹好帽，第二天把拱顶充填实、耙平，使上部的压力传递到墙体，减少上部压力对拱顶的破坏，填矸石高度约4050cm，(巷道砌碹时，碹体与顶帮之间必须用不燃物充满填实；巷道冒顶空顶部分，可用支护材料接顶，但在碹拱上部必须充填不燃物垫层，其厚度不得小于0.5m)填碴时拱头用大块矸石砌，里边倒碎碴（但拱架要待7天左右砼凝固后才能拆除）。基础质量：基础的深度和宽度，必须符合要求，特别是基础要与周围岩石紧密粘接，以增强碹墙的抗力。为了保证质量，砌筑基础前，应先挂好中线及腰线，经测准后再施工。基础要挖到硬底，水沟侧的基础必须低于水沟。基础深度在立模前要检查验收合格时才能浇灌，如基础深度达到设计要求后还不是实底，要再挖到实底。无法挖至实底（如遇煤层）底部铺旧轨道，或大块片石垫层，以防基础受力下沉。l浇灌混凝土的养护l刚浇灌的混凝土，里面含有一定量的水分，这部分水是供给混凝土中水泥发生水化作用的。在混凝土的凝结过程中，这部分水要向外蒸发，造成混凝土脱水，容易发生干燥收缩的裂纹和影响混凝土继续凝结。因此，当混凝土浇灌完了，必须进行养护工作。养护就是使混凝土处于湿润状态。一般当混凝土浇灌后12h，就开始进行养护工作。主要是向模板上浇水，一般每班浇一次水。养护时间，使用普通矿渣、硅酸盐水泥时，不得少于7昼夜；掺用缓凝外加剂或有抗渗要求的混凝土，不得少于14昼夜。n n（五）、验收：工程完工验收时时发现质量问题，对影响安全使用的不予结算，责令返工处理；对不影响安全使用的，可酌情进行扣款处理。n n（六）、结算：按公司验收工程量及规定的单价进行结算。v谢谢各位!v祝各位工作顺利！结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！64