降低斜坡道掘進運輸成本探討

趙愛貞 張龍俊

摘要：文章首先針對斜坡道施工運輸距離長、道路維護困難、運輸成本高等問題，闡述了通過優(yōu)化施工工藝改善運輸條件，從而達到降低運輸成本的目的；其次介紹了采取的措施和控制要點，提出了注意事項和應用結(jié)論。

關(guān)鍵詞：斜坡道；掘進運輸；運輸成本；巷道支護；無軌設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TD803 文章編號：1009-2374（2016）29-0133-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.29.061

1 概述

受坡度制約，斜坡道一般設計較長，在掘進過程中，有施工工期長、運輸距離遠、道路維護困難等特點。隨著無軌設備在斜坡道施工中的應用和普及，斜坡道施工速度不斷提高，施工工期相應縮短，然而由于巷道路況不好而引起的運輸設備保養(yǎng)費用居高不下、道路維護困難、維護成本高等問題一直沒有很好解決。

金誠信萊蕪項目部在斜坡道施工過程中，打破先施工主體巷道、最后鋪設混凝土地坪的施工慣例，調(diào)整為逐月鋪設混凝土地坪的方式，并且通過調(diào)整施工工序，減少甚至避免鋪設混凝土地坪凝固時間對施工進度的影響，并通過采取措施保證混凝土質(zhì)量。通過調(diào)整，裝渣點后方巷道基本都是永久混凝土地坪，排渣車在混凝土路面上行駛，既保證了行駛速度，又有效降低了輪胎損耗、卡車保養(yǎng)、路面維護成本。

2 工程概況

2.1 概況

萊鋼集團萊蕪礦業(yè)有限公司谷家臺鐵礦主斜坡道全長4887m，坡度為-15%，緩坡段坡度為-5%。主斜坡道為三心拱直墻式斷面，凈寬4.5m，凈高4m，凈斷面16.601m2。為便于裝渣，每隔160m設一個調(diào)車硐室，調(diào)車硐室長度為12m。

2.2 支護方式

0～120m段采用明槽開挖施工方式，支護方式鋼筋砼；120～1098m段為軟巖層，支護方式為鋼拱架+鋼筋水泥背板+噴砼聯(lián)合支護；1098m以后為基巖段，采用錨網(wǎng)噴支護。

2.3 支護材料

2.3.1 軟巖段。軟巖段及過地質(zhì)構(gòu)造段巖石破碎時采用U29鋼拱架+鋼筋網(wǎng)+鋼筋水泥背板+噴射混凝土聯(lián)合支護。鋼棚采用U29型鋼分片加工，間距1000mm左右（根據(jù)現(xiàn)場巖性確定），連接處搭接長度500mm，每個搭接部位采用3付U型卡配以M24mm螺絲固定。

2.3.2 基巖段。鋼筋網(wǎng)：鋼筋網(wǎng)采用Φ6.5mm的圓鋼焊制，網(wǎng)片規(guī)格為3200×2300mm，網(wǎng)格為100×200mm，連接方式為搭接，搭接長度為100mm，搭接部位用14#鐵絲連接，連接點間隔300mm均勻布置。

錨桿：錨桿采用Φ42×1800mm管縫錨桿，托板規(guī)格為150×150×6mm；間排距1000×1000mm，矩形布置，正常段每排布置7根。

噴砼：噴射混凝土厚度為100mm，強度等級C20。

鋪底：厚度250mm，混凝土強度C25。

3 水文地質(zhì)情況

0～120m段為第四系沖擊層，主要由砂層、卵石層、泥巖組成，其中砂層、卵石層滲透性較好，泥巖滲透性較弱，施工過程中涌水量達到65m?/h。120～1098m段以泥巖、泥質(zhì)砂巖、卵石層為主，巖石硬度系數(shù)f=1.1左右。里程1098m以后為閃長巖，巖石硬度系數(shù)f=8～10。閃長巖屬堅硬脆性巖石，硬度系數(shù)f為8～10，可鉆性差，可爆性好，當巖體中裂隙、節(jié)理大規(guī)模發(fā)育，在巷道掘進爆破時極易產(chǎn)生較大量的巖石崩落，爆破效果較差，且頂板容易滯留浮矸，造成安全隱患。

4 施工方案

4.1 主體工程掘支施工方案

主斜坡道基巖段施工采用氣腿式鑿巖機全斷面一次起爆、3.5m3鏟運機裝渣、12t自卸卡車運輸機械化配套施工方案，“兩掘一噴”平行作業(yè)模式，每循環(huán)進尺2.6m左右。施工程序為：第一掘進班組鑿巖→爆破→通風→檢撬浮石→出渣→錨網(wǎng)支護→第二掘進班組鑿巖→爆破→通風→檢撬浮石→出渣→錨網(wǎng)支護→支護班接班噴射迎頭→噴射后方巷道、掘進班工作面鑿巖平行作業(yè)。

4.2 月進度計劃安排

主巷每月掘支時間25天，進尺160m；混凝土地坪施工時間2天，凝固時間3天。

4.3 混凝土地坪施工時間安排

斜坡道每隔160m設計一個調(diào)車硐室，每月施工進尺基本為160m左右，每月進行一次混凝土地地坪施工作業(yè)。

當主巷掘進至調(diào)車硐室前方20m左右時停止掘進，進行后方巷道混凝土地坪施工。地坪施工范圍為調(diào)車室裝渣點后方巷道，裝渣點至工作面段地坪不施工，防止鏟運機在鏟運、裝渣過程中對鋪設混凝土地坪造成破壞。

5 施工工藝

斜坡道每隔160m設計一個調(diào)車硐室，當主巷掘進至調(diào)車硐室前方20m左右時停止掘進，進行后方巷道混凝土地坪施工。地坪施工范圍為調(diào)車室裝渣點后方巷道，裝渣點至工作面地坪不施工，防止鏟運機在鏟運、裝渣過程中對鋪設混凝土地坪造成破壞。

5.1 混凝土工藝要求

采用32.5R普通硅酸鹽水泥，中粗河砂，粒徑為10～30㎜碎卵石，水采用潔凈水，不含酸、堿及油污?；炷猎跀嚢柽^程中摻加J85早強劑，摻加用量為水泥重量的4%。

砼配合比：以試驗室提供配比試驗報告為準。

5.2 準備工作

5.2.1 鋪底前，按照腰線將底板開挖至設計深度，必須徹底清理底板淤泥、積水、雜物、活石。

5.2.2 混凝土用原材料必須有出廠合格證或經(jīng)試驗室復試合格方準使用，對水泥還需在使用時檢查出廠日期，包裝或散裝號，嚴禁使用出廠日期超過3個月的水泥或存放變質(zhì)結(jié)塊的水泥。

5.2.3 準備好施工器具檢修、保養(yǎng)工作。

5.3 混凝土澆筑

在斜坡道硐口設攪拌站，站內(nèi)設1臺JS-500型強制式攪拌機，一臺PLD-800型電子計量自動配料機。攪拌好的混凝土經(jīng)過同力卡車運輸至工作面使用。鋪底過程中使用平板振動機進行振搗作業(yè)。澆筑工作連續(xù)進行，間歇時間不得超過混凝土初凝時間，超過時要先用風鎬鑿成毛面，用水沖凈，鋪上一層水泥漿，然后再行澆筑。

澆筑完成后經(jīng)過24小時凝固時間后人員方可進入，每天安排專人進行灑水，養(yǎng)護天數(shù)不少于14天。

5.4 混凝土地坪抗壓強度驗算

混凝土澆筑完凝固72小時后方準車輛運行。經(jīng)試驗，添加早強劑的C25混凝土3天抗壓強度可達到60%及C15。

混凝土路面承載力（按3天強度C15計算）：

Fcd=0.7·βh·Ftd·Um·H

式中：

Fcd——混凝土最大集中返力

βh——對于厚度小于300mm時，取1

Ftd——軸心抗拉應力（C15取0.91MPa）

Um——高度換算比=2·（a+b）+4H，a=20cm，b=60cm（a、b分別為輪跡寬、長）

H——厚度

代入數(shù)值計算得出：3天C15混凝土路面的極限車輛承載力為40.57噸。

現(xiàn)場使用同力卡車額定總質(zhì)量為32噸，故此C25混凝土路面3天凝固期后能承受同力卡車滿載運行。

6 控制要點

6.1 質(zhì)量

6.1.1 鉆眼時底眼角度嚴格按設計角度進行，防止巷道底部超挖造成澆筑混凝土用量增大。

6.1.2 鋪設混凝土地坪前要清理至設計深度，必須徹底清理底板淤泥、積水、雜物、活石，直到實底。

6.1.3 混凝土澆筑過程中原材料添加、攪拌、運輸、振搗、養(yǎng)護等嚴格按要求進行。

6.1.4 地坪質(zhì)量要求：（1）標高：腰線下地坪表面距離，尺量最大值、最小值，允許偏差：-30～+50mm；（2）表面平整度：用2m靠尺，尺量檢查，允許偏差：≤10mm。

6.2 工序安排

如何消化掉鋪設地坪后3天時間混凝土凝固期的工作影響是問題的根本所在，鋪設永久混凝土地坪后提高了運輸速度，一定程度上也加快了施工速度，通過合理調(diào)整施工工序，也能減少影響，避免出現(xiàn)窩工現(xiàn)象。

本斜坡道正常施工采用“兩掘一噴”平行作業(yè)模式，在預計快到鋪設地坪時間節(jié)點時，對工作面錨網(wǎng)支護后只進行初噴（30～50mm）作業(yè)，可以節(jié)約支護時間，適當加快掘進速度。復噴成巷可在混凝土地坪3天凝固期時間段進行。這就要強調(diào)在鋪設地坪前一定要將噴射混凝土材料提前運送至工作面，3天的凝固期雖然車輛不能運行，但人員可在工作面使用提前儲備的支護材料進行巷道復噴成巷工作。

6.3 車輛運輸范圍

6.3.1 鋪設完混凝土地坪3天后，運輸卡車可以在地坪上進行運行，調(diào)車硐室裝渣點至工作面未鋪地坪段為鏟運機運行范圍，鏟運機禁止行駛混凝土路面，防止對混凝土路面造成破壞。

6.3.2 禁止車輛超載、超速。

6.3.3 對于掉落到路面上的浮矸及時清理，避免對車輛、路面造成損壞。

7 結(jié)語

斜坡道施工采用逐月鋪設永久混凝土地坪施工工藝能明顯改善路面狀況，鋪設地坪后路面平整，沒有凹凸不平處，運輸過程中不存在灑落渣石、雜物等現(xiàn)象，能明顯提高車輛運行速度、縮短出渣時間，加快施工速度，并且有效降低了輪胎損耗、卡車保養(yǎng)、路面維護成本，運輸安全也有很大保障。

萊蕪項目部斜坡道工程采用逐月鋪設混凝土地坪施工工藝，月成巷進尺160m左右，并且不留尾工，鋪設的混凝土地坪無壓壞破損現(xiàn)象，一次性通過工程竣工

驗收。

參考文獻

[1] 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范（GB 50666-2011）[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.有色金屬礦山工程質(zhì)量驗收規(guī)范（GB 51036-2014）[S].2014.

（責任編輯：秦遜玉）