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采空区施工组织设
1、 编制施工组织设计的依据及说明
该施工组织设计按照华北有色工程勘察院《山西省陵川县崇文镇城北社区安坡村采空区治理施工图设计说明》、 《山西省陵川县崇文镇城北社区安坡村民房裂缝原因鉴定报告》和《矿山开采沉陷学》等相应的技术规范及我公司现有施工力量、 技术装备和施工管理能力为依据, 在详细调查施工现场和综合考虑各种因素的基础上, 本着精心设计、 科学安排、 突出重点、 均衡生产、 加强管理、 确保工期、 节约用地、 合理投入、 安全文明、 注重环保、 水土保持、 文物保护、 全面创优的原则编制而成。 2、 工程概述 2.1、 地形地貌
项目区地为典型石山区, 区内悬崖峭壁, 沟壑纵横, 总体地势为东北高, 西南底。东北部最高峰为板山, 海拔1797.9米, 最底点位于南部的甘河谷地, 海拔691米, 相对高差近1106.9米, 平均海拔1058米。
安坡村位于陵川县城西北部, 地处县城边缘, 属低山丘陵黄土地貌。最高点位于治理区中部, 海拔1331.88米, 最低点位于治理区西南沟谷中, 海拔1308.01米。沟谷两侧山坡坡度大部分介于40～60°之间。区内地表建筑、 道路等设施外, 大部分为黄土坡耕地覆盖。 2.2、 气象、 水文
项目区属暖温带干旱大陆性季风气候, 四季分明, 冬长夏短, 春季干燥多风, 十年九旱, 夏季炎热多雨, 秋季天高气爽, 阴雨稍多, 冬季寒冷少雪。
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区内最高气温34.3℃, 最低气温-24℃,最冷月平均气温-6.0℃, 最热月平均气温20.9℃; 多年平均降雨量573.8mm, 多年平均蒸发量121.0mm,相对湿度69％。最大冻土深度58cm,最大积雪厚度22cm。
调查区属北召水系。发源于陵川县和村、 刘家庄等地。流域面积13Km2。主河道长10公里, 河床平均宽50米以上, 流经陵川县平城镇, 为季节性河流。
2.3、 交通、 动力、 通讯及其它条件
( 1) 、 交通: 施工地点位于县城附近, 交通方便。
( 2) 、 通讯: 可在施工现场或煤矿附近安装电话, 亦可使用移动电话。
( 3) 、 居住条件: 现场附近租用民房
( 4) 、 施工用电: 可经过村镇电网接动力电, 也可自备电源。 ( 5) 、 施工用水: 自来水。 2.4、 工程概况
根椐《山西省陵川县崇文镇城北社区安坡村民房裂缝原因鉴定报告》, 本区主要含有的地层为第四系( Q) 、 石炭系太原组( C3t) 、 石炭系中统本溪组( C2b) 、 奥陶系中统马家沟组( O2m) 。
本区含有煤矿及硫铁矿, 石炭系太原组( C3t) 为调查区主要含煤地层, 15#煤为本区可采地层, 其余煤层均不稳定, 不可采; 15号煤层埋深约55m,厚度3～4米。硫铁矿上层矿位于15#煤层之下, 呈透镜体状矿体; 中层矿矿体较稳定, 位于15#煤层下约2～5m,与煤层近似平行, 厚度0.6～2.0米, 平均1米左右, 一般利用15#煤巷道分段分区开采。下层矿体形态不规则,
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厚度变化大。
本区附近矿业主体有城内煤矿和北关煤矿, 该两矿主要开采15#煤及下伏的硫铁矿, 房柱式或巷道式, 回采率30％。采深与采厚比约为11～16。15#煤地板标高在本治理区分别为1256.6m～1268.4m。
该区民房已出现裂缝, 部分民房损坏严重, 经综合分析, 采空区欠稳定～不稳定, 对地表建筑影响较重～严重, 需处治。 2.5、 治理设计 2.5.1治理方法
治理方法主要为全充填压力注浆法。
全充填压力注浆法是在地表施工钻孔, 达到煤矿采空区或采空塌陷区为止, 将注浆管密封在煤矿采空区上覆岩层中, 采用泥浆泵, 将水泥粉煤灰浆(水固比1: 1.0～1:1.4左右)注入煤矿采空塌陷区和其上覆的岩层裂隙带中, 浆液的结石体阻止上覆岩层进一步冒落, 从而避免了对地面及地面建筑物的影响。
采空区灌浆孔的设计深度为地面( 或开孔部位) 至采空区煤层底板以下0.5m, 先用φ130mm钻头开孔, 钻至完整基岩5-6m后, 变径φ91mm钻头, 钻至采空区中的塌陷冒落带或煤层底板以下0.5m终孔。
孔口管注浆采用φ=50mm钢管, 注浆管长度为地面之上1m至完整基岩下6.0m处的深度, 具体施工方法为将一端有φ120～φ125mm法兰托盘的φ50mm注浆管下入孔内变经处, 在其与孔壁之间放入20cm厚砾石, 以堵塞大的缝隙, 然后放入30cm厚砂或黏土, 防止浆液大量渗漏。最后灌入水灰比为1: 1.2-1.5的水泥浆, 浇铸长度为4～6m。为了加速固结, 在
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浆液中再加入2%～5%的速凝剂。凝固后方可进行下道工序。
注浆孔基本按均匀布孔方式布设, 周边帷幕孔孔距为15米。注浆孔结合场地房屋排列密集特点及采空区分布情况布设, 注浆孔平面基本围绕一个建筑物四周面设。
注浆浆液为水泥粉煤灰浆, 其水固比为1: 1.0～1.4。水泥占固相的30%, 粉煤灰占固相的70%。帷幕孔视具体情况, 采用较稠的浆液或在浆液中掺加水泥重量2%的速凝剂, 使注入采空区的浆液尽快凝固, 以形成帷幕, 防止浆液流失。结石体抗压强度要求大于0.9Mpa。
2.5.2主要工程量
依据设计文件, 采空区治理工程主要工程量见表2.5.3。
采空区治理主要工程量表 表2.5.3
项目名称及单位 注浆孔 孔数( 个) 长度( m) 孔数( 个) 长度( m) 浇铸孔口管 浇铸水泥浆体积( m3) φ50套管( m) 水( m) 浆液材料用量 ( 水: 水泥: 粉煤灰按1: 0.3:0.9计) 水泥( t) 粉煤灰(t) 速凝剂(t) 砂(t) 清理现场( m2) 3设计数量 37 2516 41 2788 7.8 1170 9205 3314 7732 20 100 200 备注 总孔数78个, 总深度5304m 帷幕孔 注浆量14176m3 - 4 -
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