浅述地铁车站钻孔灌注桩及格构柱施工

第一篇：浅述地铁车站钻孔灌注桩及格构柱施工

浅述地铁车站钻孔灌注桩及格构柱施工

郝旋

中铁一局集团第五工程有限公司、陕西宝鸡、721000 摘要：车站钻孔灌注桩及临时格构柱施工是一项质量要求高、施工工序多，并在较短的时间内连续完成的地下隐蔽工程。钻孔灌注桩及临时格构柱的成孔、清孔钢筋笼及格构柱的制作、吊运、安装等施工工艺。

关键词：地铁车站；钻孔灌注桩；临时格构柱；施工工法

1、工程概况

1.1工程简介

XX站位于杭州市西湖区，星洲街和星艺街之间的古墩路下南北向设置。全站总长200.8m，站台宽度12.6m，标准段净宽21.3m，主体建筑面积为11087 m。车站为地下二层双柱三跨框架结构，共设置4个出入口（其中D出入口预留，本期不实施），2组风亭。主体采用φ1200钻孔灌注桩，共38根，临时支撑格构柱共38根，采用Q345B钢制作，焊条采用E43型。附属抗拔桩采用φ800钻孔灌注桩，共35根，（A出入口2号风亭每根30～35m，共29根；1号风亭每根25m，共6根）。临时支撑格构柱共7根，采用Q345B钢制作。

21.2工程地质及水文概况

主体基坑主要位于人工填土层、（淤泥质）粘土、（淤泥质）粉质粘土层。基坑底板基本坐落在⑥1淤泥质粘土、⑦1粘土、⑦2粉质粘土层。地下连续墙底进入⑨2粉质粘土层。附属基坑底板基本坐落在④1淤泥质粘土及④2淤泥质粉质粘土层中。钻孔灌注桩底部位于中风化泥质粉砂岩。

2、主要管理人员配置

工程施工主要人员配置： 1名专业工程师、1名质检工程师、1名安检工程师、1名测量工程师、1名试验工程师、1名现场领工员、2名技术员，由项目总工和生产副经理全面负责安全、质量和进度。

3、施工工艺及施工要点

3.1施工工艺流程

临时格构柱基础钻孔桩成孔采用SR150C型旋挖钻机。旋挖成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转，并直接将其装入钻斗内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。

3.2钻孔灌注桩施工要点 3.2.1场地处理

根据设计要求合理布置施工场地，先平整场地、清除杂物、换除软土、夯打密实，局部土质较软部分考虑采用砖渣铺设压实。在进行场地整平后，将场地平整夯实，清除杂物；钻机的安置应考虑钻孔施工中孔口出土清运的方便。

3.2.2桩位放样

桩位放样采用全站仪放样，按“从整体到局部的原则”进行灌注排桩桩位放样，放线定位严格遵守《工程测量规范》中有关桩基施工的规定。为确保桩位准确无误，桩位经坐标计算后，必须校核，桩位采用全站仪进行放样。在复核确认控制点无误后，由专业测量人员放样桩位。

3.2.3护筒埋设

桩位确定后，利用十字线放出四个控制桩基中心位置，并以四个控制桩为基准进行埋设护筒。埋设钢护筒时通过四个控制桩控制，把钢护筒吊放进孔内，找出钢护筒的圆心位置，使钢护筒中心与钻机钻孔中心位置重合。同时用水平尺或垂球检查，使钢护筒垂直。在孔底回填夯实300-500mm厚度的粘土后，再安放护筒，以免护筒底口处渗漏塌方，夯填时要防止钢护筒偏斜，随夯填随检查。

3.2.4泥浆调制

本工程泥浆采用膨润土备制，泥浆材料配比如下：CMC：纯碱：膨润土：水=1：12：250：3120，采用泥浆搅拌机制作。由于地基岩土中夹有杂填土、粉质粘土等，且地下水位较高，调制出良好泥浆的各项性能指标尤为重要。泥浆相对密度：1.02－1.10，粘度：18－22s，砂率≤4％，泥皮厚度：＜2mm，PH值：大于7。施工过程中随时检测清孔后灌注砼时泥浆的各项性能指标，确保泥浆对孔壁的撑护作用，避免发生施工事故。

3.2.5钻机就位

钻机就位前，施工场地平整处理，保证钻机底座场地应平整、夯实，用枕木垫稳，避免在钻进过程中钻机产生沉陷。检查钻机的性能状态是否良好。保证钻机工作正常。钻机钻头相对桩位中心偏差不得大于20mm。

3.2.6钻孔施工

钻机就位后，调整钻杆垂直度，注入调制好的泥浆，然后进行钻孔。当钻头下降到预定深度后，施加压力，将土挤入钻斗内，仪表自动显示筒满时，钻斗底部关闭，提升钻斗将土卸于堆放地点。钻机施工过程中保证泥浆面始终不得低于护筒底部，保证孔壁稳定性。通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土和泥浆撑护孔壁，反复循环直至成孔。

3.2.7成孔检验

对孔深、孔径、孔位、孔形和斜度等进行检查，孔径和孔深必须符合图纸要求。

3.2.8清孔

清孔是钻孔灌注桩施工保证成桩质量的重要一环，通过清孔确保桩孔的质量指标、孔底沉渣厚度、循环液中含钻渣量和孔壁泥垢等符合桩孔质量要求。可采用泵吸反循环抽浆的方法清孔。灌注桩桩孔因有较厚的易坍土层，清孔后不能立即终孔，而在孔内下入钢筋笼，安装好灌浆导管后施行二次清孔作业，以使砼灌注前孔底沉渣厚度符合要求，保证砼成柱质量。

3.2.9钢筋笼加工

钢筋笼所用原材料严格执行双控，有出厂质量证明书，且经复试合格后方准使用。钢筋笼制作前，铺设钢筋笼制作平台，安装钢筋笼制作胎具，依据钢筋笼制作大样图，按设计图纸及规范要求制作，钢筋笼几何尺寸允许偏差须满足设计规范要求。钢筋笼加工完成后方可进行下道工序。

3.3格构柱施工要点

3.3.1立柱桩格构柱构造

临时格构柱应插入钻孔灌注桩（桩顶）以下3.0m。缀板间距均不应大于800mm、700mm。个别特殊部位间距不应大于900mm。

格构柱采用Q345B钢制作，焊条采用E43型。因此钢板进场前按照图纸设计尺寸及数量要求钢板厂家用机械冲切成片，保证缀板边角顺直。按设计要求尺寸调整摆放好，用100*100方形混凝土垫块及铁楔子初步控制平整度，并用水平尺和卷尺微调后固定好。通过三片缀板点焊固定后，开始进行“半边”格构柱剩余缀板的点焊，为避免焊接过程中钢结构受热产生的变形，需对固定后的格构柱仍需要使用卡具及手动调紧器固定。要求控制好格构柱整体平整度、整体顺直度、整体设计尺寸以及断面方正度（偏差±1°内）。

格构柱制作好后应整齐堆放在平整干净场地内，且格构柱端头位置焊接4根直径28mm吊筋（带吊耳），吊筋长度应根据场地标高计算确定；分别与4根角钢端头双面焊接15cm，焊缝质量必须满足要求。

格构柱间对接焊接时接头应错开，保证同一截面的角钢接头不超过50％，相邻角钢错开位置不小于50cm。角钢接头在焊缝位置角钢内侧采用同材料短角钢进行补强。

3.3.2钻孔灌注桩钢筋笼及临时格构柱吊放安装

钢筋笼吊装采用一台50t汽车吊分节吊起钢筋笼，吊点位置和数目按正负弯矩相等的原则计算确定，在型钢柱离地面一定高度后，再由50t的履带吊垂直起吊，成竖直方向后，用大吊车一次进行起吊安装就位。

将吊起的格构柱缓慢放入钢筋笼内，格构柱进入桩顶3m，尽量避免碰撞钢筋笼。钢格构柱下部与钢筋笼焊在一起，在钢格构柱上部设吊环。钢格构柱吊装到设计位置后，用φ100mm圆钢横担于护筒上，将钢格构柱吊住，稳定在设计标高位置，防止其上浮。然后采用导管法灌注水下砼成桩。

3.3.3格构柱定位 格构柱安装工程质量控制工序如下：

确定定位点→定位器就位→格构柱就位→格构柱与钢筋笼焊接→垂直度控制→（导向架）格构柱定位→垂直度复测→下导管。

3.3.4格构柱的固定

将用定位的四个点引测至型托梁上，垂直方向用两台全站仪进行位置控制，标好位置，同时报请监理人员根据观测记录再次进行复核，在钢筋笼入孔后，格格柱位置安装定位导向架，架高1500mm，架体为14#槽钢对拼焊接，导向架中部定位孔每边与格构柱大50mm，便于螺检连接和柱位调整，格构柱顶至导向架设置与格构柱同规格导柱，导柱与下部格构柱四边通过Φ28螺栓连接，格构柱在下落过程中用靠尺进行检测，最终保证格构柱中心及方位符合设计要求。

3.4砼灌注成桩

灌注桩实际灌注高度应比设计桩顶高出1.5m，保证桩顶标高以下砼强度符合设计要求。实际浇灌的水下砼强度比设计的砼强度提高一级。水下砼用的水泥、集料、水、外掺剂以及砼的配合比设计、拌和、运输等必须符合规范的规定。现场取样制作试块（150mm*150mm*150mm），标准养护28天。

导管采用直径30cm钢管，每套70m。接头应具备装卸方便，连接牢固，并带有密封圈，保证不漏水不透水。导管内壁光滑、圆顺，内径一直，接口严密。导管直径与桩径及混凝土浇筑速度相适应。使用前进行试拼、承压和接头抗拉试验。导管组装后的轴线偏差，不超过钻孔深得0.5%。

导管长度按孔深和工作平台高度决定。漏斗底距孔上口大于一节中间导管长度。导管安装后，其底部距孔底有250mm-400mm的空间。导管安装完毕后二次测定孔底沉渣厚度，达不到规定要求时二次清孔，达到规定要求时，立即灌注砼。

水下混凝土灌注过程中，应经常测探井孔内混凝土面的位置，及时地调整导管埋深，导管埋深宜控制在2～6m。严禁导管拔出混凝土面，安排专人测量导管埋深及管内外混凝土面高差。在灌注过程中宜使导管在一定范围内上下窜动，防止混凝土凝固，增加灌注速度。为确保成桩桩顶砼质量，在桩顶设计标高上超灌1.5米砼，防止浮浆过多，影响桩头质量，技术人员计算剩余砼数量，然后通知搅拌站需要的砼数量，以免造成浪费。

4、进度安排

根据业主对总体工期和各节点工期的安排计划，为了确保任务圆满完成，结合现场的实际施工情况和上道施工工序的完成时间，在基础施工中，必须增加各项投入（物力、财力、人力、机械设备等），加大力度，组织好各项施工。

在现场各项准备工作就绪，具备钻孔灌注桩及临时格构柱开工条件后，每台钻机一天完成成品桩2根。

5、资源配置计划

专业有同类经验的桩机施工队，根据施工进度与工程状况按计划分阶段进退场，保证人员机械的稳定和工程的顺利展开。根据工程量，确定分阶段施工人员数量及需用计划。检查施工人员资质情况，确保各工种持证上岗。

根据地质勘察报告提供的场地地质、水文情况和本工程桩的设计要求，经比较各种钻机的技术性能及优缺点,决定工程选用QY150G219反循环钻机。组织桩机及配套机具进场组装调试，并完成施工机械检验工作。

6、施工保证措施

钻机操作人员，要经过专门的培训，取得操作合格证后才能上岗。成孔机械操作时应安放平稳，防止成孔作业时突然倾倒，造成人员伤亡或机械设备损坏。地质条件和孔内情况变化，认真控制泥浆密度、孔内泥浆高度、护筒埋设深度、钻机垂直度、钻进和提钻速度等，以防塌孔，造成机具塌陷事故。所有成孔设备，电路要架空设置，不得使用不防水的电线或绝缘层有损伤的电线；电闸箱和电动机应有接地装置，加盖防雨罩；电路接头应安全可靠，开关应有保险装置。

6.1泥浆制备、贮存

泥浆池四周要加防护栏杆，防止机械、人员掉入泥浆池。使用泥浆泵应注意接线柱盖要密封，不得漏进泥浆。

6.2钢筋笼制作及吊装

钢筋加工时非操作人员不得擅自动用机械，切断钢筋时应让刀口与钢筋垂直，防止切飞伤人。钢筋笼吊装前认真检查吊具及吊点的安全性，起吊时注意钢索受力情况，避免不均匀受力及扯挂现象。吊臂工作半径内不准有人走动或停留。夜间起吊钢筋笼，要有足够的上、下照明，并要有经验的起重工指挥。上下钢筋笼对接时，人员应站在两端协助定位，无关人员禁止站在笼边。焊接上下钢筋笼时，吊车司机应集中精力并绝对保证刹车安全可靠。不准用小吨位的吊车吊偏重的钢筋笼。钢筋笼起吊后，应用拖绳控制其稳定，不准用手扶。

6.3混凝土浇筑

混凝土灌注时，装、拆导管人员必须做好安全防护；拆卸导管时，其上空不得进行其他作业，导管提升后继续浇灌混凝土前，必须检查其是否垫稳或挂牢。后压浆桩高压注浆时，浆液应过滤；高压泵应有安全装置，当超过允许泵压时，应能自动停止工作。注浆人员应戴防护眼镜、手套等防护用品；注浆结束时，必须坚持泵压回零，才能拆卸管路和接头，以防浆液喷射伤人。

6.4其他

施工机械设备应按操作规程进行操作。所有电器设备要有接地装置，雷雨天要停止操作。灌注桩成孔后在不灌注混凝土之前，应用盖板封严，以免掉土或发生人身安全事故。恶劣气候应停止成孔作业，休息或作业结束时，应切断电源总开关。

7、文明施工及环境保护措施

施工组织设计中突出对环保施工、文明施工的管理，施工方案按照技术可靠、措施完善的原则编制，把“景观施工”、良好生产秩序、良好生活秩序作为总平面布置、施工顺序安排的前提和原则，尽力创建文明、环保的施工环境，维护市政府形象。施工前充分调查了解工程周边环境情况，施工紧密结合环境保护、文明施工进行。施工中实施文明施工，减少废气、振动、噪声、扬尘污染，杜绝随意排放污水、胡乱丢弃垃圾等对环境的污染，维护交通运输，注重“景观感”。施工过程实施环境管理体系标准，建立环境管理体系和控制程序，进行环境管理。建设“绿色工地”，实施“环保施工”。

结束语

自2015年1月钻孔灌注桩及临时格构柱开始施工后，通过本施工工艺指导，施工过程中未出现安全责任事故与不良行为，确保了工程节点工期，使其质量达到设计要求。

参考文献

[1]《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-2003）。[2]《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）。[3]《建筑桩基技术规范》（JGJ 94-2008）。[4]《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2012）。[5]《钢筋机械连接通用技术规程》（JGJ107-2010）。[6]《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2003）。

[7]浙江省工程建设标准《建筑基坑工程技术规范》（DB33/T1096-2014）。国家、部委颁发的其他相关规范和标准及省、市有关规定。

作者简介：郝旋，男，汉族，1987年生，2010年毕业于西安铁路工程职工大学，籍贯：陕西省周至县，助理工程师，主要从事高速铁路施工、地铁施工。通讯地址：浙江省杭州市西湖区杭州地铁2号线二期工程SG2-20标项目部。

第二篇：浅谈明挖地铁车站深基坑施工监测

浅谈明挖地铁车站深基坑施工监测

摘 要：为了进一步确保地铁车站在基坑开挖的安全性，本文结合某车站明挖深基坑施工，通过监测方法、监测要求、监测内容、仪器设备、观测方法、报警、消警等方面对施工监控量测进行的论述，可为深基坑施工监测提供借鉴。

关键词：明挖 深基坑 施工 监测

在地铁车站基坑开挖过程中，由于地质条件、荷载条件、材料性质、施工条件和外界其它因素的复杂影响，很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题，而且理论预测值还不能全面而准确地反映工程的各种变化。所以，在理论指导下有计划地进行现场施工监测十分必要。

下面就某地铁车站为例介绍地铁明挖车站施工监测方法。工程简介

1.1 工程概况

车站主体为地下双层双柱三跨式车站，其中地下一层为站厅层，地下二层为站台层。车站结构覆土厚度为3.6m，采用明挖顺作法施工。

车站总长276.1m，标准段总宽20.9m。基坑支护钻孔灌注桩+内支撑。钻孔灌注桩标准段采用φ800@1300，盾构井段加密至φ800@1000/1100，内支撑第一道撑采用混凝土撑和钢支撑，其余采用φ609，t=16的钢管支撑。

车站上方地下管线较多，车站范围内管线有污水、电力、电信、移动管线。所有管线在车站主体土方开挖前所有管线均迁改至结构施工范围以外。

1.2 监测组织

1.2.1监测组织体系

（1）建立完善的监测组织

针对工程监测的特点，应成立专业监测队，由具有施工经验、监测经验及有结构受力计算、分析能力的工程技术人员组成，可由测量工程师担任监测负责人，负责工程监测计划、组织及监测的质量审核。一个车站基坑检测人员应不得少于5人。

（2）建立良性的信息反馈机制和信息化施工程序

监测小组与驻地监理、设计、甲方及相关各方建立良性的互动关系，积极进行资料的交流和信息的反馈，优化设计，调整方案，保证工程顺利进行。监控量测要求

2.1 总体要求

项目部设专人负责监测工作，监测仪器设备的种类、精度和数量满足工程的需要，并严格按照国家有关规定，定期对仪器进行检定。监测人员和设备要在施工期间保持相对稳定。

监测队必须熟知施工图纸监测项目、点位、监测频率、方法等。

在进行监测时，必须遵守先复测、后利用的原则，即在确保所采用的基准点准确无误后（平面控制点不少于 3 个，高程控制点不少于 2 个），方可进行下一步的监测工作，复测结果要记录在监测手簿。

点位布设前，做好监测范围内的管线调查工作，避免在布点时对电缆、光缆等造成破坏，引发事故。

应加强对测点的保护，如损坏需及时补设，确保监测数据的准确性和连续性。

2.2监测基本技术要求

一般要求如下：

（1）监测项目分为应测项目和选测项目两类。

（2）车站施工地段，监测范围应视车站周围环境和建（构）筑物情况确定监测范围。

（3）监测频率应与施工进度密切配合，并针对不同工法和不同施工步序分别制定相应的监测频率。

（4）施工中应按施工进度及时监测，对监测数据进行分析处理后，及时反馈给业主、设计、监理和施工单位。

（5）在测点验收后七日内共同完成连续三次的初值同步采集工作，并在三日内报送监理单位进行核对，监理单位两日内反馈复核意见，各监测单位对不满足误差要求的测点重新采集初值。监测内容

3.1 监测点的布设原则

（1）观测点类型和数量的确定结合本工程性质、地质条件、设计要求、施工特点等因素综合考虑，并能全面反映被监测对象的工作状态。

（2）为验证设计数据而设的测点布置在设计中最不利的位置及断面上，其目的是及时反馈信息、指导施工。

（3）表面变形测点的位置既要考虑反映监测对象的变形特征，又要便于应用仪器进行观测，还要有利于测点的保护。

（4）埋测点不能影响和妨碍结构的正常受力，不能削弱结构的刚度和强度。

（5）在实施多项内容测试时，各类测点的布置在时间和空间上应有机结合，力求使一个监测部位能同时反映不同的物理变化量，找出内在的联系和变化规律。

（6）根据监测方案预先布置好各监测点，以便监测工作开始时，监测元件进入稳定工作状态。

（7）如果测点在施工过程中遭到破坏，应尽快在原来位置或尽量靠近原来位置补设测点，保证该测点观测数据的连续性。

3.2 监测内容

依据《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）、基坑支护设计图纸以及基坑工程地质条件和周边环境条件确定。

3.3 监测仪器

监测仪器的好坏直接影响到工程的质量，影响到整个工程质量的好坏，因此在车站开工前，应充分做好准备工作。采用精度高、性能好的监测仪器。

1.采用精密水准仪进行沉降和隆起监测；

2.采用全站仪进行围护结构水平位移监测；

3.采用测斜仪进行围护桩体变形、土体分层位移监测；

4.采用振弦式读数仪结合轴力计进行支撑内力监测；

5.采用振弦式读数仪结合钢筋计进行围护桩内力监测；

6.采用数字频率仪结合压力盒进行围护桩侧向土压力监测。

仪器的使用遵循以下原则：

1）监测过程中所使用的仪器及附件须经过专业检测单位全面检验，合格后方能使用，在使用过程中应定期检验，并保存检测记录；

2）仪器由专人保管，定期保养；

3）使用前检查仪器工具是否完好，仪器背带和提手是否牢固；

（1）监测点布置图；

（2）监测记录及报表；

（3）土压力值历时关系曲线；

（4）对土压力监测成果的计算分析资料。

此项为选测项，不纳入正式监测项目，只设置个别点作为本企业的技术资料积累之用。监测控制及安全质量保证措施

5.1监测初始值测定

测量基准点在施工前埋设，经观测确定其已稳定时方才投入使用。稳定标准为间隔一周的两次观测值不超过2倍观测点精度。基准点不少于3个，并设在施工影响范围外。监测期间定期联测以检验其稳定性。并采用有效保护措施，保证其在整个监测期间的正常使用。

5.2施工监测频率

监测频率基坑开挖深度小于5m，每2天1次；基坑开挖5-10m，每天1次；基坑开挖深度大于10m到底板浇筑后7天，每天2次；底板施工后8～14d，每天1次；底板施工后15～28d，每2天1次；底板施工后>28d，每3天1次。

5.3 监测控制标准、报警值、控制值及判定

5.3.1 监测控制标准

在信息化施工中，监测后应及时对各种监测数据进行整理分析，判断监测对象的稳定性，并及时反馈到施工中去指导施工。根据以往经验以Ⅲ级管理制度作为监测管理方式。管理等级见下表。

监测管理表

管理等级 管理位移 施工状态

Ⅲ U<0.7×U0 正常施工

Ⅱ 0.7×U0≤U≤0.8×U0 加强监测并及时报告

Ⅰ U>0.8×U0 加强监测、发出警报并及时反馈

注：其中U为实测值，U0为最大允许位移值，即控制值。

5.3.2监测及巡视预警判定

预警分为监测值预警、巡视预警和综合预警。根据情况严重性依次分为黄色预警、橙色预警和红色预警，预警及判定分类见下表。

预警级别 预警状态描述

黄色监测预警 “双控”指标（变化量、变化速率）均超过监控量测控制值（极限值）的70%时，或双控指标之一超过监控量测控制值的80%时

橙色监测预警 “双控”指标均超过监控量测控制值的80%时，或双控指标之一超过监控量测控制值时

红色监测预警 “双控”指标均超过监控量测控制值，且实测变化速率出现急剧增长时。

监测点三级警戒状态判定表

5.4 应急措施

当速率（累积变化量）超过设计允许值的80%或巡视内容达到报警时启动应急预案。

根据监测项目控制指标，按照变形量和变形速率双控指标进行监测点预警判断。经判断达到综合预警状态时，及时通过口头、电话或者短信方式报驻地监理、第三方监测单位及业主，同时采取相应应急措施。

预警响应机制：

（1）预报警发布单位

轨道公司根据各方的监测建议发布预报警，并一次性直接通知各监控实施层（第三方监测单位、监理单位、施工单位）。

（2）预报警响应形式

监控实施层应根据预警级别及风险工程等级的不同，安排不同层级的部门、领导予以响应。各层的部门、领导发出的指令动作和处理建议应作指令的记录。消警

消警流程：

（1）黄色预警的消警：由施工方提交消警建议报告，内容包括预警区域的巡视情况和数据变化情况，报监理单位，由监理单位对黄色预警的消警做出判定，消警结果报到第三方监测单位和轨道公司。

（2）橙色预警的消警：由施工方提交消警建议报告，内容包括预警区域的巡视情况和数据变化情况，报监理单位，由监理单位对橙色预警的消警做初审，后经第三方监测单位复审，做出橙色预警的消警判定，消警结果报到轨道公司。

（3）红色预警的消警：由施工方提交消警建议报告，内容包括预警区域的处理措施、处理效果、巡视情况和数据变化情况，报监理单位，由监理单位对红色预警的消警做初审，后经第三方监测单位复审，报工程一处、安全质量处做出最终的红色预警的消警判定。停止监测判别标准

施工单位对于结构施工已完成回填的部位可以提交停止监测申请报告，经标段监理、第三方监测、建设单位审核后方可停止项目监测，并报轨道公司备案。

主要参考文献

[1] 夏才初，李永盛.地下工程测试理论与监测技术[M].同济大学出版社，1999；

[2] 夏才初.潘国荣.土木工程监测技术[M].北京： 中国建筑工业出版社，2001；

[3] 李青岳，陈水奇.工程测量学[M].北京： 测绘出版社，1995： 6；

[4]《建筑基坑工程监测技术规范》（GB 50497-2009）；

[5]《工程测量规范》（附条文说明）（GB 50026-2007）；

[6]《基坑工程施工监测规程》（DG/TJ 08-2001-2006）；

赵源林（1969.01），性别：男，学历：大学本科，籍贯：安徽桐城，职称：高级工程师，从事技术管理工作。

第三篇：煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术浅述

煤矿瓦斯抽采钻孔施工技术浅述

中煤科工集团西安研究院有限公司

【摘 要】瓦斯煤尘爆炸是我国煤矿的主要灾害之一，严重威胁并制约着煤矿的生产，因此，瓦斯治理对于煤矿安全生产显得尤为重要。山西阳泉地区某煤矿属高瓦斯矿井，煤层透气性较差，常规的瓦斯治理措施已经不能满足该煤矿安全生产的需要，因此，需要采取不同的抽采钻孔布置措施进行瓦斯治理，以提高其瓦斯抽采率，实现煤矿安全生产。

【关键词】钻孔设计；瓦斯抽采；回采工作面；本煤层；邻近层

低瓦斯矿井处于正常通风状态时，井下瓦斯浓度通常不会达到爆炸下限，但受多种因素影响，部分煤层瓦斯含量较低的矿井，仍然多次发生瓦斯超限，甚至发生瓦斯爆炸事故。因此，加强采钻孔施工技术是非常重要的。

一、基本地质条件

该煤矿地层由老到新依次为奥陶系中统峰峰组（O2f）、石炭系中统本溪组（C2b）、石炭系上统太原组（C3t）、二叠系下统山西组（P1S）、二叠系下统下石盒子组（P1x）、第四系上更新统（Q2+3）。地层总厚度约为460m，煤系地层厚度约为170m。9号煤层最小埋藏深度60m，最大埋藏深度255m；15号煤层最小埋藏深度130m，最大埋藏深度327m。井田内9号、15号煤层是主采煤层。本井田总体为向斜构造，S1向斜轴位于井田西部，走向近南北向，两翼倾角不大，倾角一般为5°～8°，在井田内延伸长度约600m。S2向斜轴位于井田中部偏东，走向北东向，两翼倾角不大，倾角一般为5°～10°，在井田内延伸长度约1700m。另外，该矿井下巷道还发现3条断层和4个陷落柱。

二、回采工作面抽采钻孔设计

该矿9号煤层瓦斯涌出量最高的采区（已经开采）回采工作面绝对瓦斯涌出量为13.7m3/min，其中，工作面本煤层瓦斯5.77m3/min；邻近层瓦斯7.93m3/min.结合全国高瓦斯矿井的抽采经验，设计本矿井在实施瓦斯抽采时应进行综合瓦斯抽采。

（一）回采工作面本煤层瓦斯抽采

根据预测，该矿开采9号煤层时，回采工作面本煤层瓦斯涌出量较大，需要进行本煤层抽采。本煤层抽采分为开采层未卸压抽采和卸压抽采2种方法。设计对回采工作面本煤层采用未卸压抽采（预抽）方法。回采工作面布置顺层平行钻孔方式进行9号煤层预抽采，孔间距3m。其主要优点为：可保证该煤层瓦斯预抽的均衡性，能实行边采边抽，提高9号煤层瓦斯抽采率。其钻孔布置方式如下图1所示：

主要参数：1）钻孔位置：回风顺槽内，距离巷道底板1.2m；2）钻孔角度：垂直于巷道中线，与工作面平行，水平角上仰约2°～3°（实际生产中需根据煤层赋存情况再作调整）；3）开孔直径：94mm；4）终孔直径：94mm；5）钻孔长度：105m（可根据实际情况调整）；6）钻孔间距：根据实际抽采经验及该矿实际情况，结合回采工作面采长、工作面走向长度、工作面产量、钻孔施工条件等因素综合考虑，确定该矿9号煤回采工作面预抽钻孔间距为3m；7）封孔方式：聚氨酯封孔；8）封孔深度：不小于8m；9）封孔长度：不小于1m。

（二）回采工作面邻近层瓦斯抽采

9号煤层的上邻近层瓦斯主要是1、2、3、4、5、8号煤层，9号煤层平均厚度大约为2.4m，按照6倍～8倍的采高计算，9号煤裂隙带高度大约在14.4m以上，根据9号煤层上邻近煤层的层间距可知，除8号煤层位于冒落带外，其余煤层均位于裂隙带中。9号煤回采工作面，在工作面外侧尾巷向工作面一侧的上邻近煤层布置倾斜穿层钻孔，对上邻近煤层瓦斯卸压抽采。该倾斜穿层钻孔最后的终孔位置选择在3号煤层，并且需超出3号煤层1m。主要参数：1）钻孔间距：9号煤回采工作面从开切眼往外20m的位置布置1对钻孔（1个高位钻孔、1个低位钻孔），从第1对钻孔往外每隔30m布置1个高位钻孔；2）开孔直径：133mm，经193mm，一次扩孔；3）终孔直径：193mm；4）钻孔角度：上仰35°～50°（根??实际情况确定）；高位钻孔取40°、低位钻孔取30°；5）钻孔夹角：垂直二次复用的尾巷中线；6）钻孔位置：布置在工作面二次复用的尾巷中，钻孔打至3号煤后且超出3号煤不小于1m；7）钻孔长度：高位钻孔长度78m、低位钻孔长度70m可根据实际情况调整）；8）封孔方式：聚氨酯封孔；9）封孔深度：不小于5m；10）封孔长度：不小于1m。

（三）抽采管路管理

随着工作面的推进，第一组钻孔将逐渐 进入卸压区，实现卸压瓦斯抽采。随着工作面继续推进，第一组抽采钻孔将逐步报废，需要将靠近切眼最里段管路逐段拆卸，将端头用法兰片密封。工作面开采推进过程中，需要至少提前拆除面前20m内管路，给瓦斯管路管理和工作面生产造成一定影响。为最大程度降低上述工作对正常生产影响，距工作面切眼30m以内钻孔用软胶管与抽采管末端相连，抽采管末端特制一段2～3m长的短管，短管设置3～5个变径三通，与靠近工作面的钻孔用软管相连，钻孔报废后向前移动短管，保持短管始终在抽采管路的末端。

三、钻孔机具选择

（一）钻机

考虑到本矿井的煤、岩硬度以及钻孔长度、钻孔施工等，对本煤层和邻近层抽采钻机分别设置：1）邻近层钻孔施工钻机采用国产的ZDY6500LP型大口径全液压钻机。该钻机扭矩大、多自由度调角机构可实现大角度施工，全液压传动能。2）本煤层钻孔施工钻机采用国产的ZDY4000L型全液压钻机。

（二）钻杆

可采用φ73mm/89mm直径钻杆。钻杆是将钻机的动力传递给钻头，并且将钻井液引入到孔底，钻杆在钻孔中受到扭矩、压力等的综合作用，钻杆材料要求使用抗裂强度不小于55kg/mm2～65kg/mm2，延展率大于12%的无缝钢管制成。

（三）钻头

按照煤岩层的性质和是否需要取芯的不同，选用不同的钻头。本煤层瓦斯抽采钻孔用φ94三翼内凹PDC钻头开孔，其孔形光滑、平整便于封孔。邻近层瓦斯抽采钻孔采用φ133mm弧角钻头开孔钻至设计深度，后使用φ133/193mm导向扩孔钻头扩孔至设计深度。

（四）泥浆泵

泥浆泵用于钻进时向钻孔内提供冲洗液，这里选用BW250卧式三缸活塞往复式单作用泥浆泵，该泥浆泵排量可根据孔深需要调节四种挡速。

四、结论

根据本矿瓦斯涌出的特点，结合同类矿井的抽采经验，本矿应进行综合瓦斯抽采，对该矿的9号煤层回采工作面使用单侧顺层平行钻孔进行该煤层抽采，对邻近煤层采用倾斜穿层钻孔进行卸压抽采，施工后达到了预期的抽采效果。

参考文献：

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