案例背景(20分)
某新建矿井井筒工程,设计井筒深度860m,其中表土段厚度92m,基岩段厚度768m。地质勘察资料显示:表土段上部40m为粉质黏土、砾石层,土层稳定、含水量小;下部52m为饱和含水砂层、淤泥层,土层松散、涌水量大、稳定性极差,属于典型不稳定表土层。
施工单位进场后,编制井筒专项施工方案,拟定施工计划如下:
1. 全段表土段统一采用普通掘砌法施工,人工挖掘、短段掘砌、随挖随支护,不设置专项治水措施。
2. 进入基岩段后,采用钻爆法施工,选用普通硝铵炸药,周边眼采用密集装药方式,循环进尺4.0m。
3. 井筒施工至深部车场硐室及交岔点位置时,直接采用正常巷道掘进参数施工,一次性掘出硐室完整断面,未设置临时支护,完工后直接进行永久衬砌。
施工过程中发生3起事件:
事件1:表土段下部饱和砂层施工时,作业面突发大量涌水、局部塌帮,施工立即停工,项目技术负责人仅口头通知监理单位,未上报建设单位及行业主管部门,自行调整开挖速度继续施工。
事件2:基岩段爆破作业后,井筒岩壁出现大量超挖、岩壁破碎、裂隙发育现象,监理工程师下达整改通知,要求优化爆破施工工艺。
事件3:车场硐室施工完成后,检测发现硐室顶板下沉超标、衬砌出现细微裂缝,存在重大安全隐患。
监理单位对整体施工方案及现场作业行为核查后,认定施工单位多项施工工艺、安全管理不符合规范要求,要求施工单位全面整改、重新报审专项方案。
问题(共20分)
1. 指出施工单位表土段施工方案的错误之处,并说明正确做法。(6分)
2. 分析基岩段爆破作业出现超挖、岩壁破碎的主要原因,写出井筒基岩段钻爆施工的合理工艺要求。(5分)
3. 针对硐室及交岔点施工,施工单位存在哪些违规行为?简述硐室施工的核心控制要点。(5分)
4. 事件1中施工单位的应急处置行为有哪些不妥?写出井筒涌水塌帮事故的正确处置流程。(4分)
参考答案及评分标准
1、表土段施工方案错误及正确做法(6分)
错误1:全段表土段统一采用普通掘砌法施工(1分)
正确做法:表土段需分层分类施工,上部稳定表土层(粉质黏土、砾石层,含水量小)可采用普通掘砌法;下部不稳定饱和含水砂层、淤泥层,严禁采用普通施工法,必须采用特殊施工法(冻结法、钻井法等),优先选用冻结法止水固土。(2分)
错误2:不稳定表土段未设置专项治水措施(1分)
正确做法:不稳定、高涌水表土层施工,必须设置专项治水、固土措施,通过冻结、注浆堵水等方式,隔绝地下水、加固松散土层,杜绝涌水塌帮风险。(2分)
2、基岩段爆破缺陷原因及合理施工工艺(5分)
(1)超挖、岩壁破碎主要原因(2分)
① 周边眼采用密集装药,药量过大,对围岩造成冲击破坏;
② 循环进尺偏大,炮孔布置、装药结构不合理,未采用光面爆破工艺;
③ 炸药选型不当,普通硝铵炸药不适配围岩控爆施工。
(2)基岩段钻爆合理工艺要求(3分)
① 井筒基岩段必须采用光面爆破工艺,优化炮孔参数,周边眼均匀布置、少药间隔装药;
② 合理控制循环进尺,坚硬围岩循环进尺不宜大于3.0m,软岩围岩适当缩小进尺;
③ 选用适配的爆破器材,严控装药量,减少对井筒围岩的扰动,保证岩壁平整完整。
3、硐室及交岔点施工违规行为及核心控制要点(5分)
(1)违规行为(2分)
① 未采用硐室专项施工工艺,直接套用普通巷道掘进参数施工;
② 一次性开挖完整大断面,未施做临时支护,围岩暴露时间过长;
③ 无过程监测,直接施工永久衬砌,未及时控制围岩变形。
(2)硐室施工核心控制要点(3分)
① 遵循小进尺、短循环、弱爆破、强支护原则,严禁大断面一次性开挖;
② 开挖后立即施做临时支护,封闭围岩,控制顶板、侧壁变形;
③ 分层分段开挖、分层衬砌,待围岩稳定后完成永久支护,全程做好变形监测。
4、事件1应急处置不妥及正确处置流程(4分)
(1)不妥之处(2分)
① 事故发生后仅口头通知监理,未书面上报建设单位、监理单位及相关主管部门;
② 未停工排查隐患、未制定整改方案,擅自复工,违规冒险作业。
(2)正确处置流程(2分)
① 立即全面停工、撤出作业人员,封锁危险作业区域;
② 立即书面上报建设、监理单位,及时上报行业主管部门;
③ 排查涌水、塌帮原因,编制专项整改及加固方案;
④ 方案审批、隐患整改验收合格后,方可恢复施工。
本题考点总结(第六章核心)
1. 表土段分类施工:稳定表土→普通掘砌法;不稳定含水表土→冻结法等特殊施工法(历年改错高频考点);
2. 井筒基岩段光面爆破施工工艺、超挖缺陷防治;
3. 硐室、交岔点大断面巷道专项施工控制要点;
4. 井巷工程突发水害、坍塌事故应急处置与安全管理规定。
夜雨聆风