工程顶板（精选12篇）
工程顶板 篇1
1 工程概况
壹号金岸工程位于广东省惠州市惠东港口东山海地段, 紧临海边, 工程占地面积33 894.17 m2, 总建筑面积115 882.33 m2。地下负1层主要为车库、人防区、健身会所及各种设备用房;首层周边为临街商铺, 中心区为停车场及配套公共用房;2层为架空花园, 3—30层由6栋互相独立的高层住宅群组成。本工程地下室顶板全部设计为种植屋面, 面积达21 000 m2。
2 种植顶板防水设计及选材
2.1 防水设计
本工程地下室种植顶板为C30 P6结构自防水钢筋混凝土, 防水等级为Ⅰ级。该种植顶板的防水设计见图1。
2.2 选材
防水层选用4 mm厚SBS改性沥青 (聚酯胎) 防水卷材 (下称SBS卷材) , 采用热熔法施工。耐根穿刺层选用聚乙烯丙纶防水卷材+聚合物水泥胶结料复合耐根穿刺防水材料, 双层铺设, 其中聚乙烯丙纶防水卷材的聚乙烯芯层厚度为0.7 mm, 聚合物水泥胶结料的厚度不小于1.3 mm。防水保护层选用70 mm厚C20细石混凝土, 内配Φ4@150双向钢筋。排蓄水层选用凹凸型聚苯乙烯 (HIPS) 定型排蓄水板, 产品规格见图2。隔离层选用250 g/m2的聚酯土工布, 过滤层选用300 g/m2的聚酯土工布, 幅宽均为4.0 m。
3 种植顶板施工技术
本工程种植顶板的施工工艺流程如下:地下室顶板原浆抹光→基层处理→铺设SBS卷材→铺设耐根穿刺层→铺设隔离层→保护层施工→排水层施工→铺设过滤层→填充种植土→绿化。
3.1 基层处理
种植顶板为钢筋混凝土, 先将尘土、浮浆及杂物清理干净, 用原浆抹光, 不得有开裂、起砂、脱皮等缺陷;基面应基本平整, 允许偏差为6 mm, 如局部有凹凸不平, 需采用M20水泥砂浆修补平整, 并充分湿润基面;基层阴阳角均做成圆弧, 圆弧半径应大于50mm;穿过防水层的管道、预埋件等均先施工完毕, 并做好防水处理。基层处理好后进行48 h蓄水试验, 如有渗漏, 需沿裂缝切凿宽20 mm、深20 mm的“V”字形缝, 采用“堵漏宝”堵漏, 并沿缝两侧扩充200 mm铺设4 mm厚SBS卷材。
3.2 SBS卷材施工
1) 涂布底胶 (稀释氯丁胶或沥青涂料) , 要求涂刷均匀、不露白, 干燥4 h以上至不粘脚后方可进行下一道工序。
2) 底胶涂布完成后, 先在女儿墙等重点部位铺贴一层SBS卷材附加层, 宽度为500 mm。
3) SBS卷材采用热熔法铺贴, 卷材长向与泛水方向垂直, 搭接要顺泛水坡方向, 先铺设排水比较集中的部位 (如排水口、檐口、天沟等处) , 按标高由低向高顺序铺设;在铺设至平面与立面相连处时, 应先铺贴平面, 然后由下向上铺贴立面, 并使卷材紧贴阴角, 不得空鼓。SBS卷材铺贴应平整顺直, 不得扭曲, 长边和短边的搭接宽度均需≥100 mm, 搭接缝边缘溢出的改性沥青胶结料宽度宜为8 mm。
3.3 耐根穿刺层施工
聚乙烯丙纶防水卷材+聚合物水泥粘结料复合耐根穿刺防水材料的施工工艺流程如下:验收基层→刮涂聚合物水泥粘结料→细部附加层处理→聚乙烯丙纶防水卷材施工→收头处理、节点密封→养护→蓄水试验。
1) 本工程在4 mm厚SBS卷材上做耐根穿刺层, 要保证普通防水层上无明水。
2) 聚合物水泥粘结料中, 胶∶水∶水泥=1∶1.25∶5 (质量比) , 聚合物水泥粘结料内不允许有硬性颗粒和杂质, 搅拌应均匀, 稠度应一致。
3) 阴阳角附加层处理时先剪裁200 mm宽聚乙烯丙纶防水卷材 (长度可根据实际要求定) , 立面与平面各粘结100 mm;然后将平面交接处的卷材向上翻至立面, 上翻高度>250 mm (亦可根据实际要求定) ;再剪裁一块边长200 mm的正方形卷材, 从任意一边的中点剪至中心, 剪口朝上, 粘贴在主防水层上, 最后剪裁与上述尺寸相同的正方形卷材, 剪口朝下, 粘贴在主防水层上。
4) 把预先配制好的聚合物水泥粘结料均匀地倒在准备粘接的聚乙烯丙纶防水卷材前方, 再用刮板刮匀, 无露底;然后压住聚乙烯丙纶防水卷材向前方推压挤出多余的粘结料。聚乙烯丙纶防水卷材的长边、短边搭接宽度均为100 mm。施工第2道聚乙烯丙纶防水卷材时, 长向搭接部位宜选在卷材中部, 短向搭接缝宜错开1 m以上。施工完毕后, 如气温在25℃以上时, 应及时在聚乙烯丙纶防水卷材表面喷水养护或用湿阻燃草帘覆盖。
5) 蓄水试验:防水层施工完毕后, 应做48 h蓄水试验, 无渗漏方可进行下一道工序。
3.4 防水保护层施工
防水层施工并验收完成后, 先铺250 g/m2的聚酯土工布一道, 作为隔离层。再绑扎Φ4@150双向钢筋 (注意不能破坏防水层) , 按6 m×6 m设置分格缝, 缝宽10 mm, 缝内嵌单组分聚氨酯建筑密封胶, 然后浇筑70 mm厚C20细石混凝土保护层。
3.5 排蓄水层施工
HIPS排蓄水板应与排水系统相连, 并铺设至排水沟边缘或水落口的周边。铺设时采用搭接法施工, 搭接宽度≥100 mm。
3.6 过滤层铺设
选用300 g/m2的聚酯土工布作为过滤层, 采用空铺法施工。铺设应平整、无皱折, 采用缝合法固定, 搭接宽度≥150 mm, 土工布边缘沿种植挡墙上翻与种植土高度一致。
3.7 绿化施工
1) 土方清理
清除土方内有碍绿地观瞻和植物生长的各种垃圾, 清除宿根性杂草和有病虫害的杂草。绿地平整时土方的高度应低于周围侧墙250 mm左右, 并使地坪地形变化和缓、起伏有致, 无洼地积水, 同时保证自然排水坡度。
2) 土壤改良
通过施用天然土壤改良剂 (如腐植酸类、纤维素类、沼渣等) 和人工土壤改良剂 (如聚乙烯醇、聚丙烯腈等) 来促进土壤团粒的形成, 改良土壤结构, 提高肥力和固定表土, 保护土壤耕作层, 防止水土流失。土壤改良的最终目的是要满足DBJ 08—231—98《园林栽植土质量标准》的要求。
3) 绿化种植
乔灌木:移植带土球的树木入穴前, 穴底松土应踏实, 土球放稳后, 应拆除不易腐烂的包装物, 树木根系应舒展, 填土应分层踏实。常绿树栽种时土球宜高出地面50 mm;乔灌木的种植深度应与原种植线持平;易生不定根的树种栽深宜为50~100 mm。树木栽植好后, 应做三角支架固定防风 (树木绑扎处加软质保护衬垫, 不得损坏树干) 。
草本植物:根据植株高低、分蘖多少、冠丛大小确定栽种的株行距;种植深度应与原苗种植深度相同, 并保持根系完整, 不得损伤茎叶和根系;高矮不同品种混植时, 应按先高后矮的顺序种植。
草坪:草坪周边应平直整齐、高度一致, 并与种植土紧密衔接, 不留空隙。草坪铺设后应及时浇水, 并磙压、拍打踏实, 保持土壤湿润。
4) 还土
一般采用种植土加入腐植土来还土, 其质量比为7∶3, 要求肥土必须充分腐熟, 混合均匀。还土时要分层进行, 每层30 cm, 还后踏实, 填满为止, 最后立支柱。
5) 灌溉
根据植物种类确定灌溉方式、频率和用水量。乔灌木种植穴周围应做围堰, 其直径大于种植穴直径200 mm, 高度宜为150~200 mm。新植植物宜在当日浇透第1遍水, 水流要缓慢, 使土下沉;3日内浇透第2遍水, 一周内完成第3遍水, 后两次水量要足, 每次浇水后要注意整堰, 填土堵漏。
4 节点处理
种植顶板的女儿墙、周边泛水部位和顶板檐口部位, 均应设置宽度≥300 mm的缓冲带;种植顶板防水层的泛水高出种植土的高度应≥500 mm。
4.1 出屋面管道
竖向穿过顶板的管道, 应在结构层内预埋套管, 套管高出种植土≥250 mm, 见图3。
4.2 水落口
1) 水落口位于绿地内时, 水落口上方应设置雨水观察井, 且需在周边设置不小于300 mm的卵石缓冲带, 见图4。
2) 水落口位于铺装层上时, 基层应满铺排水板, 上设雨箅子, 见图5。
4.3 排水沟
排水沟上可铺设盖板作为园路, 侧墙应设置排水孔, 见图6。
4.4 变形缝
高低跨处变形缝防水做法, 见图7。顶板屋面面变形缝防水做法, 见图8。
4.5 穿变形缝管道
穿过变形缝的管道必须适应建筑物变形的要求, 可通过增加可伸缩套管来调节, 见图9。
5 结语
该工程种植顶板施工完成后, 没有出现渗漏现象, 植物长势良好。作者还得出以下施工体会:
1) 种植屋面是目前比较推行的一种屋面, 也是今后发展的一个趋势, 种植屋面具有隔热降温、生态环保等作用。但种植屋面成本比普通屋面高, 且一旦发生渗漏, 维修极其困难, 因此, 种植屋面的防排水设计必须合理, 防水施工质量更是非常关键。
2) 对于卷材防水层的基层, 推荐采用现浇混凝土结构表面原浆抹光的做法, 既可以使防水层直接粘贴在结构面, 减少隔离层, 又可以节省一道水泥砂浆找平层, 从而节省费用, 并减轻建筑物自重。
3) SBS改性沥青防水卷材适用于冷热温差大、盐碱、腐蚀大的沿海地区, 值得推广应用。聚乙烯丙纶防水卷材, 配套专用聚合物水泥粘结料满粘, 耐根穿刺和防水效果均较好。
4) 种植屋面应建立养护管理制度, 定期施肥、补充种植土, 及时清理死株, 更换或补植老化及生长不良的植株。
摘要：壹号金岸工程地下室种植顶板, 采用4 mm厚SBS改性沥青卷材作为防水层, 聚乙烯丙纶防水卷材+聚合物水泥胶结料作为耐根穿刺层, 聚苯乙烯排蓄水板作为排蓄水层。本文介绍了种植顶板各构造层的施工及节点处理方法, 指出SBS卷材适用于温差大、盐碱及腐蚀大的沿海地区。
关键词：种植顶板,防水设计,材料选择,施工,节点处理
参考文献
[1]山东省建设厅.GB 50345—2012屋面工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2012.
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[3]中国建筑防水协会.JGJ 155—2013种植屋面工程技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2013.
[4]深圳市建设工程质量监督总站.SJG 19—2013深圳市建筑防水技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2013.
[5]沈春林.建筑防水设计与施工手册[M].北京:中国电力出版社, 2011.
工程顶板 篇2
一、顶板事故隐患分析
构造带自身围岩强度低、采掘面遇到的较小构造在精查报告和补勘资料不能提供及时性预测、过构造带时支护不及时，顶帮暴露时间长、支护参数不合理、工人违章漏支或少支、开采地质条件多变，造成矿压显现相差较大，掌握规律不够等造成掘进和回采过程中顶板冒落。冒顶灾害事故多发生在采煤工作面、掘进工作面、失修巷道等地点。在地质构造复杂顶板管理困难地区，如断层带、冲刷带、裂隙发育带附近是顶板事故易发生地点。
1、地质条件等因素
掘进工作面影响顶板事故因素主要是工作面在过断层、过应力集中区、过老巷、过顶板破碎带、过巷道交岔点，在以上情况下地质条件较差是顶板事故的主要因素。
2、其它主观因素
（1）工作面的支护参数是否能满足巷道变形需要是造成顶板冒落的主要原因，是酿成矿井恶性重大事故的危险源之一，也是我矿重点防范的危险源。
（2）掘进工作面是否采取科学有效的技术措施提前预测顶板事故是矿井顶板事故因素之一，例如在工作面安装矿压监测仪监测顶板变化，为预防顶板（冒顶）提供科学、可靠的技术数据，在采煤工作面支架上安装测压表，监测工作面支架工作阻力，在掘进工作面安装顶板离层仪，监测顶板下沉等。
（3）在工作面地质条件发生变化时是否采取有效措施，也是矿井顶板事故的因素之一，例如采取打点柱、联锁棚子等方式加强支护，工作面过断层等情况时是否编写专项安全措施等。
（4）加强员工培训，增强员工预防顶板事故的安全意识，员工是否能熟悉掌握和判断采掘工作面顶板冒落的预兆是矿井顶板事故另一因素，如煤壁片帮、放煤炮、顶板裂隙加深、加宽、顶板掉渣、漏顶、岩层发出响声、顶板离层（敲帮问顶时发出“空空”的响声），顶板淋水加大、巷道及支护变形等现象。
二、矿井顶板事故分类：
顶板事故是指在采掘过程中，顶板意外冒顶、片帮、顶板掉矸，造成人员伤亡、设备损坏等事故。可分为局部冒顶和大型冒顶两类。
1、局部冒顶是指冒顶范围不大，伤亡1—2人的冒顶。多发生在地质破坏带附近、掘进工作面迎头及交岔点。
（1）地质破碎带附近的局部冒顶:地质破碎带及附近的顶板裂隙发育、破碎，断层面间多充以粉状或泥状物，断层面都比较尖滑，使上、下盘之间的岩石无粘结力，极易造成局部冒顶。
（2）掘进巷道交岔处的冒顶:由于巷道在开岔口的时候，巷道面积较大，开岔处巷道容易形成煤岩分层，分层后就形成顶板离层，如不及时支护，就形成大面积的离层，导致冒顶。
2、大型冒顶:大型冒顶是指冒顶范围较大，伤亡3人以上的冒顶。多发生于局部冒顶附近及地质破碎带附近。
（1）地质破碎带（断层、褶曲）附近。在这些地点顶板下部直接顶岩层破断后易形成大块岩体并下滑。
（2）倾角大的地段。这些地段由于重力的作用，岩石倾斜下滑加大。
（3）顶板岩层含水地段，这些地段摩擦系数降低，阻力大大减小。
（4）局部冒顶区附近也有可能导致大冒顶。
3、顶板事故预兆：在矿山压力作用下，掘进工作面顶板经常有压力显现现象，一般在来压之前都有不同程度的预兆，主要有以下几种：
（1）响声：顶板下沉，矿山压力剧增，掘进头支护材料变形、断裂、弯曲，并伴有响声。
（2）掉渣：顶板严重断裂时，顶板出现掉渣
（3）片帮：巷壁受压加大，巷壁片帮比平时严重，露网片，网片严重变形。
（4）裂缝：岩层面出现不同程度的裂隙，巷道扭曲变形，浆皮脱落。
（5）离层：采用敲帮问顶的方法，如顶板发出“空空”声说明浆皮与岩体脱离，易冒顶。
（6）瓦斯涌出量增大。（7）有淋水。
三、矿井可能发生的主要顶板事故及威胁程度、范围分析
1、冒顶事故存在地点：掘进工作面多发生在过断层、过应力集中区、过老巷、过顶板破碎带、过巷道交岔点。
2、风险分析：矿井顶板（冒顶）是我矿造成危害严重的危险源之一，矿井顶板（冒顶）与支护强度是因果关系的，支护参数不能满足巷道变形需要是造成顶板冒落的原因，是酿成矿井恶性重大事故的危险源之一，是我矿重点防范的危险源。
3、矿井顶板事故威胁程度分析
矿井顶板事故危害主要有以下几个方面：
（1）无论是局部冒顶还是大型冒顶，事故发生后，一般都会推倒支架、埋压设备、造成停电、停风，给安全管理带来困难，对安全生产不利。
（2）如果是地质构造带附近的冒顶事故，不仅给生产造成麻烦，而且有时会引起透水事故的发生。
（3）在有瓦斯涌出区域附近发生顶板事故将伴有瓦斯的突出易造成瓦斯事故。
（4）如果是掘进工作面发生顶板事故，人员被堵或被埋，将造成人员伤亡。
顶板事故的预防措施
一、掘进工作面顶板管理
1、掘进工作面的冒顶事故一般规律（1）过地质构造带。（2）开窝、贯通、过老巷时。（3）直接顶较厚的锚网（索）巷道。（4）复合顶板。
（5）受采动等因素影响的工作面。
2、在通常情况下冒顶有以下预兆：压力大，爆破或截割后常出现放煤炮、片帮、掉顶、漏顶；支架变形，棚腿蹬出，背板折断；点柱开裂或折断；螺纹（钢筋）锚杆托板变形折裂、锚杆、锚索拉断；片帮、底鼓；喷浆体开裂掉渣；顶板出现裂缝，甚至有断裂声，顶板离层指示刻度值超过警戒线；锚杆拉力计压力指针刻度值超过锚杆设计锚固力。
3、掘进工作面冒顶事故预防措施
（1）综掘工作面煤、岩性质，矿压规律及周围巷道关系等相关因素制定出科学合理的支护设计。
（2）根据掘进工作面煤、岩性质，严格控制空顶距。（3）过老空及破碎带应针对性地制定出合理的支护措施。（4）劳动组织科学合理并严格组织施工，当班作业当班支护至迎头。
（5）加强对职工的安全教育和培训，严格现场管理，护帮和护顶锚网锚索按作业要求同时跟进，杜绝盲目生产的思想观念。
（6）要坚持做锚杆拉拔试验和锚索的锁紧力试验，并做好锚杆（索）矿压监测记录。抽查锚杆（索）锚固质量。锚杆必须垂直于顶板，各种技术参数必须达到设计要求，并作好记录，发现隐患时，立即停止掘进，撤出人员，并报告有关部门和领导。
（7）超宽超高巷道要根据情况采取增补锚索加强支护加强支护措施。或采用加长钢筋托梁或锚索进行补强。顶板铺网时，要拉直接紧，网间搭接长度不小于100mm。
（8）严格工程施工标准化作业，并有严格的监督考核体系。（9）掘进工作面巷道开口和巷道贯通期间，组织相应领导小组，现场跟班，发现问题及时汇报、处理。（10）严格执行安全规程、操作规程、作业规程等有关规定。锚网喷巷道必须按作业规程施工，各种技术参数必须达到设计要求，必要时增加锚索之护。
（11）加强巷道维修工作，修复旧巷道必须制定措施，严格执行由外向里、先加固后处理的原则，冒顶地带必须留有安全通道，严防冒落伤人、堵人。
（12）安监员加强三班检查工作，重点头要有专人把关，破碎顶板应严禁放炮或控制装药量，必须使用超前临时支护。
（13）必须积极进行支护改革，在高压区或破碎带中回采巷道维护困难，采用新型支护。
（14）强化干部现场跟班管理，提高跟班质量。（15）坚持一次成巷，缩短围岩暴露时间和暴露面积。
四、巷道交岔点冒顶事故的预防措施（1）岔口应避开原来巷道冒落的区域。（2）开岔口应避开软岩、破碎带及地质构造带。（3）定科学合理的支护设计及施工措施。（4）执行掘进工作面冒顶事故预防措施。
五、支设锚杆施工应符合下列要求：
（1）锚杆必须按作业规程规定的间排距施工，锚杆至工作面迎头的间距必须小于锚杆的设计排距。
煤矿顶板管理的方法措施 篇3
关键词：矿井；顶板；管理；安全；效益；方法
1 煤矿顶板安全的重要性
我国煤层赋存条件复杂，自然灾害严重，大量资源多集中在深部。全国千米深井中，随着开采深度的增加，煤与瓦斯突出、冲击地压、地温、瓦斯、水害等自然灾害对安全生产和劳动强度的影响正在加大，制约煤矿发展采掘机械化的因素越来越多，地质条件也愈加复杂。
矿井开采过程中矿压问题日益突出，首先较为明显的就是冲击地压的问题，冲击地压随着开采深度的增加也会发生变化，从强度、频率和规模上都会随着开采深度而上升。同时冲击地压并不是单独发生的，会伴随着瓦斯突出、承压水等各种问题一同发生，它们之间会有互相的作用和叠加，这就造成了更严重的事故，这些灾害互为诱因给灾害的预防和防治带来了更严重的挑战。其次煤与瓦斯的突出危险性会原来越高，开采的深度增加会直接造成地应力的增大，地应力的增大对于煤与瓦斯的突出危险有直接的关系。再次，采场矿压也会由于开采深度的增加而危险性更大，深部煤岩体的应力环境、变形与破坏特性较浅部煤岩体发生了显著变化。深层煤岩体的变形特性发生了根本变化，岩体的扩容现象突出；岩体变形具有不连续性，巷道围岩变形量大。随着采深的增加，采场矿压显现强烈，表现为围岩剧烈变形、巷道和采场失稳，加大了顶板管理难度，增加了支护成本。
在这种严峻的开采环境下就需要各煤炭企业对顶板管理工作提高重视，深入贯彻落实相关文件，例如《国务院办公厅关于进一步加强煤矿安全生产工作的意见》建立健全煤矿安全长效机制，对于煤矿顶板事故的发生起到预防和防治的作用。
2 煤矿顶板常见事故原因
2.1 地质问题
复杂的地理环境对煤矿生产有很大的影响。煤矿区域不同，地质结构也就会有很大的区别。有些地质条件下没有适当的防护措施，就会影响工程的进度；甚至发生顶板坍塌以及冒顶的事故；煤矿如果处于地理环境较活跃的地方，顶板没有适当的加固，事故发生的几率就会加大。不稳定的地质结构的结合情况较差时，就会对煤层顶板的结构造成很大破坏，如果稳定的岩块发生垮塌，就会对顶板造成极大的压力，形成顶板事故的发生。
2.2 人员问题
煤矿生产的每一道工序有极其严格的规定，施工过程中应该严格按照施工技术的限定进行，才能避免事故的发生。如果操作不规范，就会造成安全事故。煤矿规模较小的企业，极容易忽视对技术操作人员的培训，使施工技术欠缺，极易造成煤矿顶板坍塌或冒頂。
2.3 管理问题
煤矿的每个安全事故都会涉及到工作操作人员的生命安全，因此，煤矿的监管部门如果只重视单位效益，没有形成有力的监管，就会给煤矿施工埋下一定的安全隐患，必将形成安全事故。
3 煤矿顶板管理的加强措施
在煤矿开采的过程中安全和稳定是极为重要的，这就对加强顶板的管理提出了更高的要求。
3.1 加大投入
资金是必备的基础支持，煤矿的开采需要很多设备和机械，这就对设备和机械提出了很高的要求。煤炭企业要保证煤炭开采的安全，首先必须加强对安全装备的控制，保证质量数量；另外要积极引进应用煤矿支护的新技术、新材料、新工艺以及新设备等，从科技上提升装备水平，在科技的支撑基础上，积极的与院校、科研所、厂家等密切合作，深入研究顶板支护的技术，不断强化支护技术，从而保障顶板管理工作的顺利进行。
3.2 加强管理
通过对某些煤矿顶板安全事故进行详细的分析和研究之后我们总结出结论，很多安全事故都是由于工程现场的管理松懈造成的，开采面的质量达不到标准一定程度上是管理工作出现了问题。另外顶板的管理工作顺利开展是煤矿工程采掘质量的基础，如何保障管理的有效性，管理人员要找准重点，以煤矿采掘质量管理为基本，全面综合加强工程的质量管理，从管理方面控制顶板事故的发生。另外在采掘工程管理中顶板安全性的技术是支护质量，这就对支护质量提出了相当严格的要求，一旦支护质量出现问题的在验收时候一定不能放松。对于支护质量的管理人员来说，需要由技术性的人员参与负责，常见的即为由矿长组织生产副矿长、班组长以及安全管理人员，对采掘面的支护状况进行现场检查实行动态化模式的管理措施，从人员控制和管理方式上控制安全管理漏洞的出现，从而保障顶板管理的质量，保障煤矿工作的安全。
3.3 技术控制
在煤矿顶板的工作中技术是极为重要的，煤矿顶板技术应用出现的问题直接影响着煤矿顶板的安全，煤矿顶板技术应用的方法以及管理的不当是煤矿顶板事故的一个主要原因。所以在煤矿企业的管理中必须加强煤矿顶板技术的管理，针对不同的煤矿企业具体要求不同：煤矿企业需要根据自身的实际情况进行科学的分析处理，对工程开展状况组织专门的监督管理部门进行实时监督，以便能够及时的发现问题解决问题，工程中遇见的技术问题要根据工程的进度安排进行及时的解决，一些安全隐患的问题也要组织技术人员及时进行评判解决，解决技术控制的根本性问题，最大程度地杜绝安全事故的出现。外部影响在煤矿生产中不可忽视，虽然不可避免但是工作人员可以提前做好防范，做好足够的准备工作之后就能够尽可能的消除隐患，对煤矿的顶板进行有效的加固和处理，防止出现顶板坍塌事故的发生。
3.4 重点监督
在煤矿顶板管理中，综合性管理是十分必要的，管理人员对整个煤矿顶板的实施过程进行全面的控制。另外还需要进行重点控制的管理方式，由于顶板管理中工作较为复杂，这就使得顶板管理的工作量较大，工作人员工作任务重，这种情况下就需要管理人员选择着重点进行着重管理，例如采掘工作面是顶板管理的重点，也属于事故多发部位之一，为了解决安全隐患就需要对采掘工作面的放顶、过断层、周期来压、过老巷以及工作面收尾、掘进开门等环节严格控制，必须有相应的管理措施，并且管理措施必须经过各个相关部门管理人员制定。最大程度上的解决安全隐患，保证煤矿安全开采过程。
3.5 人员培训
人员作为煤矿工作中的能动因素，人员因素也是煤矿事故产生的一个重要原因，由于煤矿开采是一个高技术性、高风险性的工作，这就对技术人员和管理人员提出了更高的要求，严格遵守工作规范能够杜绝事故的发生，如何保障工作人员能够严格遵守工作规范这就需要将顶板安全管理及技术培训制定到员工培训计划中，对相关管理技术人员进行培训。使管理及技术人员能够及时掌握及更新并合理、科学地应用到生产中，从而保障工程的安全高效运行。
3.6 检查监督
如果要减少煤矿施工事故的发生，确保煤矿顶板的安全管理，就必须加强质量检查工作，就必须成立煤矿安全检查小组，定期对煤矿顶板的质量进行检查和检验，及时处理检查中的安全隐患。
3.7 创新实践
我国矿区巷道支护工作难度很大，经过不断的研究和实践，在巷道支护方式上，建议采用锚、梁、网、喷、钢带、钢棚、注浆加固等多种形式的联合支护，有效地控制巷道变形。同时注重做好巷道底板水的治理工作，对于受动压扰动影响的巷道，通过提高支护强度、合理确定停采线等方法来加强顶板管理。
4 结语
在煤矿的生产中，顶板管理工作对于煤矿的安全生产具有十分重要的意义，如何做好顶板管理的安全有效，就需要从态度上、技术上、人员上综合控制，不断的保障煤矿安全生产，提高经济效益，降低事故发生的几率，通过严格的控制消除隐患。
参考文献：
[1]杨雪林.浅谈煤矿顶板管理方法[J].科技与企业，2014（11）：18-18.
[2]苏才.回采工作面特殊地段顶板管理方法探索[J].中国高新技术企业，2014（20）：146-147.
工程顶板 篇4
厦门金博水岸小区位于集美区高埔路西侧光华路南侧, 是某房地产商亲力打造的高档滨海水景小区;万景公寓位于吕岭路以南, 洪文路以东, 是厦门市政府规划建设的社会保障性示范住宅小区。两个小区都包含了地下车库顶板上的景观绿化工程施工, 当我们在向地下要空间的同时, 由于其荷载的限制, 必然给地下车库顶板上布置的景观绿化工程施工提出了新的要求。
1 地下车库顶板荷载
1.1 词语定义解释
(1) 荷载。指的是施加在工程结构上使工程结构或构件产生效应的各种直接作用, 常见的有:结构自重、楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、车辆荷载、吊车荷载、设备动力荷载以及风、雪、裹冰、波浪等自然荷载。
(2) 恒载。也称永久荷载, 是指结构在设计使用期内其值不随时间变化或其变化与平均值相比可忽略不计的荷载, 主要由结构自重, 预加应力, 外加永久性的承重, 土的重力, 混凝土收缩及徐变影响力等。因为恒载在整个使用周期内总是持续地施加在结构上, 所以在工程设计施工时, 必须考虑它的长期效应。
(3) 活荷载。也称可变荷载, 是施加在结构上的由人群﹑物料和交通工具引起的使用或占用荷载和自然产生的自然荷载。如工业建筑楼面活荷载、民用建筑楼面活荷载、屋面活荷载、屋面积灰荷载、车辆荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、裹冰荷载、波浪荷载等。
1.2 常见问题
(1) 在设计阶段未充分考虑荷载因素, 一味追求美观而不切实际地设计大面积喷泉水景、土方造型及局部集中的假山置石等, 造成在施工期间不断地变更设计方案, 破坏了原先的整体性效果。
(2) 施工阶段未曾考虑荷载因素, 导致在景观绿化施工过程中出现由于吊装、振动压路机振动碾压等情况致使地下车库顶板出现裂缝、渗水等质量事故。
(3) 在工程完工后, 未考虑荷载因素, 超过承重的车辆频繁出入小区, 导致道路超负荷运行, 使路面发生了沉降等病害。
1.3 相应解决措施
针对以上问题, 笔者结合具体工作经验总结出以下相应解决措施:
1.3.1 设计阶段控制
施工项目的成功与否取决于方案设计是否完美, 可以说好的设计方案, 项目就成功了一半。在设计过程中, 建筑设计单位和景观绿化设计单位之间应紧密配合, 设计师之间进行充分地沟通和衔接, 对地下车库顶板上的构筑物自重和结构层充分考虑荷载和沉降因素。
车库顶板的荷载主要包括恒荷载和活荷载。恒荷载主要为:回填土所产生的土压力、车库顶板永久性建筑物、景观小品、园路结构自重等。活荷载主要为:车辆荷载、吊车荷载、风荷载、雪荷载、其它由运输工具运输各类物品所产生的荷载等等。对于景观设计, 根据面积越大相同物件所产生的荷载越低的原则, 可以多考虑面, 少考虑支柱点。此外, 针对重点部位必须进行测算, 如若测算结果超出了荷载设计要求, 必须考虑更改设计方案或使用其他材质的材料予以替代, 如使用空心砖、泡沫板等等。
1.3.2 施工阶段严格控制
在施工阶段考虑构筑物荷载、机械荷载因素是地下车库顶板施工控制的重点。施工单位在施工过程中必须根据图纸的设计要求, 制定切实可行的施工方案并认真执行。
控制好重点部位的施工如假山水景、亭台楼阁等, 发现有可能引发荷载或沉降问题应当及时联系设计人员;严格管理施工机械, 在结构层施工前, 制定专门的通行路线, 同时在地下车库顶板区域外设置控制线, 安排专人现场指挥交通, 严格检查相关机械及运输车辆, 检查车辆载重是否超过了地下车库顶板的荷载要求;构筑物运输进场, 必须计算所载货车辆其毛重, 施工中一些大型材料车辆往往毛重数十吨, 一旦进入地下车库顶板施工区域, 会造成不可想象的破坏, 当发现荷载超标的车辆严禁进入车库顶板施工区域, 其所装载构件分批进行运送。
2 地下车库顶板景观绿化工程施工
在小区地下车库顶板上栽草种花, 布置园路小品, 不仅加大了整体的景观绿化面积, 具有节约土地、开拓空间, 降低热岛效应的功能, 还能有效地减轻光害、噪声污染和二次扬尘的效果, 为美化环境添加了不少分。因地下车库顶板结构的特殊性, 针对以往在施工过程中往往会出现渗水、裂缝、沉降等质量问题, 笔者结合具体工作经验总结出以下相应解决措施。
2.1 保护层防护
在土建单位地下车库顶板防水工程完成的情况下, 为防止顶板不平而造成窝内积水, 应先用水清洗地下车库顶板, 待充分晒干后用20厚水泥沙浆保护层铺均找平。
2.2 排水过滤层铺设
铺设排水过滤层前先铺一层隔根层 (隔根膜) , 因为植物根系具有很强的穿透能力, 必须设法阻隔植物根系, 否则会损坏地下车库顶板;铺好隔根层后回填10-15cm的陶粒子 (或卵石) 层, 其中陶粒子为较理想的材料, 因它表面强度高, 抗压、质轻、能吸水, 吸水率50%~60%, 其作为排水层同时又可作为蓄水层, 多余水份蓄在陶粒子层内, 当种植土干燥时, 又可返吸入土中;然后在陶粒子层上铺一层土工布再回填种植土, 铺土工布可以防止种植土流失而造成肥力下降, 也可防止屋顶排水系统堵塞, 详见图1。
近年来, 常用的做法是采用一种新型的HDPE塑料排水板代替陶粒子排水层。HDPE高分子材料塑料排水板强度高, 韧性好, 施工简洁方便, 集排水、防水、蓄水、隔根为一体, 效果非常不错;HDPE塑料排水板还具有长久抗压性, 可抵受各种施工外力与冲击力, 与卵石层相比, 还极大的降低了建筑物的永久荷载。见图2、图3。
2.3 地下车库顶板上构筑物沉降的预防
(1) 早期曾见过一车库顶板上消防通道道路面层局部沉降的病害, 因地下车库顶板滤水层上的覆土 (覆土厚度约为30cm) 四周排水效果不好, 待时间久后, 回填土长期积水致消防通道路基软化, 造成路面局部沉降。因此在这种回填土层厚度不深的情况下, 笔者建议取消回填土层, 改用回填碎石层代替;在回填土层厚度较深的情况下, 须提高土壤的密实度。例如:万景公寓小区地下车库顶板的回填土局部约0.8m深, 为了防止其下沉而引起诸多沉降、开裂的现象, 按比例在回填土里搀和了粉煤灰 (回填土、粉煤灰比例为7:3) , 从而增加基层土壤的密实度。
(2) 设计的水景一部分在车库顶板上, 一部分在回填土层上的时候, 最好不要在这部分回填区上做任何的水景和泳池, 因为两者的交接部位地基不均匀沉降常常会发生断裂, 施工单位可建议设计单位进行变更更改, 如不方便更改设计图纸时, 水景另一部分的回填土层、水稳垫层基础要分层夯实, 一定要达到真正意义上的的理论夯实系数 (密实度>97%) 才可进行钢筋砼施工, 其次在这两者交接部位应设沉降缝, 缝内填满沥青麻絮或其它防水材料, 上面再用柔性卷材来回搭接。
2.4 地下车库顶板上绿化工程施工
地下车库顶板绿化种植需考虑车库顶板的承重安全性、排水的透气性及防止植物根系的破坏性, 种植层的重量须在其荷载内, 因此一般小区地下车库顶板回填种植土壤的厚度有限, 并且蓄水、排水的效果也不如地表的土壤, 造成许多植物长势不好, 这就给种植时关于种植的形式以及选择苗木的品种、数量、规格等造成影响。因此, 笔者针对这些问题和矛盾, 结合荷载因素, 提出了几点解决问题、规避矛盾的具体措施:
(1) 选择结构疏松、通气、保水、保肥能力强的土壤。厦门的种植土一般以红土壤为多, 但红土的酸性强, 土质粘重, 因此在条件允许的情况下要进行改良, 对于较浅的表层土可掺入适量的泥炭土介质, 对于深层的粘重土可掺入一定比列的草木灰、河砂、蘑菇土 (5%~10%草木灰, 3%~5%河沙, 3%~5%蘑菇土) 等来调整土壤质地。
(2) 根据地下车库顶板结构利用局部区域增加覆土厚度。如设置小土丘, 以金博水岸景观工程为例, 顶板覆土一般为60cm, 局部起坡达到110cm, 其次可局部设置花坛加大覆土厚度, 再者也可局部降低车库顶板标高、形成覆土坑, 见图4。
(3) 深土区树种大一些, 顶板上树种密一些小一些”的原则。选择以耐干旱、浅根性的植物为主, 如桂花、白玉兰及棕榈类植物等, 选择以中小乔木、灌木球和地被植物为主。
2.5 地下车库顶板上布置景观工程常见问题的解决措施
(1) 尽量避开地下车库边界线。审查施工图纸时, 在地下车库平面图图纸上标注出园路、构筑物、水景等位置, 凡是有可能横跨地下车库的边界线, 都应尽量的避开, 是最简便的保护开裂和断裂的方法。
(2) 加固基础。当地下车库边界线有园路、构筑物等横跨的时候, 可以采取搭接梁板、悬挑基础或者是桩基础等方法进行基础加固, 使得能够近似于车库结构的高强度、高稳定性, 进而有效的防止不均匀沉降的出现。
(3) 提高基层的密实度。通过加入粉煤灰或其它材质来提高底层回填土的密度。
3 结语
随着我国经济不断的发展, 一方面城市商业用地日趋紧张, 另一方面, 私家车拥有量呈快速增长, 人们开始重视地下资源的利用, 如何解决好地下车库顶板景观绿化工程施工不仅是关系到项目的顺利完工, 更是关系到百姓安居乐业的头等大事, 地下车库顶板绿化景观工程施工必须在设计与施工两方面同时重视, 设计单位在考虑车库顶板荷载时应与时俱进应提高其荷载能力, 施工单位通过加强自身管理, 不断摸索采用新技术、新材料减少荷载, 如此方能将项目做的更好。
参考文献
[1]李国强, 等.工程结构荷载与可靠度设计原理[M].中国建筑工业出版社.2011.
[2]胡彬彬.浅谈小区室外地下车库顶板荷载与工程施工[J].科技风, 2011 (1) .
[3]陈绍宽.园林工程施工技术[M].沈阳出版社.2011
[4]钟汉华.建筑工程施工技术[M].北京大学出版社.2013.
顶板管理总结 篇5
1月我队正常在154305综采工作面进行回采，回采过程中认真吸取155301综采工作面关于15#煤顶板管理的经验，做好老塘强制放顶工作。另外本月内预计将通过机头F14逆断层构造，该构造走向4°，倾向94°，倾角35°，落差H=3.5m，预计该断层将向工作面内延伸55米左右，对回采影响较大。根据以上情况我们制定详细的的月度顶班管理计划，具体如下： 1月份我队所采154305综采工作面将通过机头F14逆断层，以制定《154305综采工作面过构造措施》，回采过程中严格按照措施要求进行施工。对工作面部分需要打眼放炮通过地段，放炮前必须对放炮区域顶板进行加强支护，将支架升紧达初承力，保证支护有效。对工作面部分超高地段需要进行勾顶维护顶板，确保工作面不能出现空顶现象。另外过构造期间加强对工作面及两顺槽顶板动态监测。跟班干部和验收员要经常对顶板进行观测，严把把好工程质量关。保证工作面安全生产。
综采一队 2010.2.1 2010年二月顶板管理总结
2月份我队在154305工作面进行正常回采作业，在回采过程中认真吸取155301工作面顶板管理方面的经验。在以后的顶板管理中要充分利用好。154305综采工作面和155301综采工作面顶板条件还是有差别的。面主要问题是相比155301工作面，154305工作面稳定性教差，顶板部分地段比较不稳定，两巷部分顶板破碎地段已进行架棚进行加强支护。这就需要我们在回采过程中加强工作面及工作面皮带巷、轨道巷及回风巷的顶板离层仪的观测，发现隐患要及时处理。但是同时154305综采工作面同样具备15#煤工作面顶板比较稳定的特征，还必须根据《154305综采工作面顶板处理专项安全技术措施》的要求进行施工，保证工作面老塘的正常的垮落，否则容易造成工作面大面积悬顶，给工作面带来很大的隐患。
针对以上问题，我队认真组织相关人员进行了顶板管理工作会议，对154305工作面顶板管理提出了严格的要求。加强工作面机头及机尾三角区的管理。及时对两巷顶板出现离层的地段加强支护。并且严格控制控顶距，严禁空顶作业。工作面两顺槽要超前加强支护。并加强对工作面顶板支护质量的监测。主要包括工作面及两巷。
综采一队
2010.3.1 2010年三月顶板管理总结
3月我队继续在154305综采工作面生产，面临主要问题是工作面顶板下载，70#—80#架顶板淋水较大，轨道巷超前支护范围外顶板出现离层，部分顶板出现裂缝。在回采过程中需要在机尾打木垛维护瓦斯尾巷，轨道巷顶板不稳定，人员进入打木垛区域比较危险。为了保证工作面的顺利回采。我们制定详细的的月度顶班管理计划，具体如下： 本月内154305综采工作面条件不正常，局部地段出现顶板下载，及时随顶板走向情况调整好采高，保证煤质。对轨道巷顶板不稳定地段进行架棚加强支护，人员打木垛时严格按照《154305综采工作面维护瓦斯尾巷安全技术措施》进行施工，确保安全高效的打好木垛。加强对工作面支架出撑力监测和进、回风巷两顺槽超前支护质量的监测。并做出分析及预测。在正常回采过程中严格按照规程施工，拉架及时，不造成工作面空顶。看好老塘悬顶面积。另外，队干部加强对工作面巡查。保证工作面正常、高效生产。
综采一队 2010.4.1
2010年四月顶板管理总结
4月份我队继续154305工作面进行回采作业，工作面回采进度较快，所以要加强工作面周期来压时对顶板管理的影响。以及加强工作面及工作面进、回风巷巷道内的顶板管理工作。这就需要我们加强工作面及工作面皮带巷、轨道巷及回风巷的顶板离层仪的观测。发现隐患要及时处理。154305工作面同样具备15#煤工作面顶板比较稳定的特征，还必须保证工作面老塘的正常的垮落，否则容易给工作面带来很大的隐患。
针对以上问题，我队认真组织相关人员进行了顶板管理工作会议，严格落实154305工作面顶板处理专项安全技术措施，并对顶板管理工作提出了严格的要求。加强工作面机头及机尾三角区的管理。及时加强支护。并且严格控制控顶距，严禁空顶作业。工作面两顺槽要超前加强支护。并加强对工作面顶板支护质量的监测。这个范围包括工作面及两巷。
综采一队 2010.5.1
2010年五月顶板管理总结
5月份我队继续在154305工作面进行回采作业，并且5月底工作面预计进入末采阶段。根据我顶板管理工作会议的安排，我们将及时制定154305综采工作面末采安全技术措施。为了保证末采出架通道达到标准，并且要加强末采通道的顶板管理及机头、机尾的顶板管理。保证工作面高度能满足回收设备的要求。并且要加强末采期间的煤帮管理，防止片帮发生。
针对以上问题，我队将严格落实154305工作面末采安全技术措施的相关规定，并对顶板管理工作提出了严格的要求。工作面采用钢丝绳加单网的方式进行维护顶板。机头、机尾要超前20米加强支护，并且在工作面皮带巷及轨道巷老塘侧打木垛维护老塘侧顶板。机头、机尾三角区上抬棚维护。顶板破碎时还要求及时将单网改为双层网。并且严格控制控顶距，严禁空顶作业。工作面两顺槽要超前加强支护。并加强对工作面顶板支护质量的监测。工作面采用支柱背帮的方法防治煤壁片帮，支好柱后，为防止片帮，采用1米长的红松板梁或者红松背板、木锲背紧背实，两帮三排背板距顶板300—500mm，下排背板距底板900—1300mm。
综采一队 2010.6.1
2010年六月顶板管理总结
5月底我队完成了154305工作面的回采作业，并且6月进入154305工作面的回收作业。根据我顶板管理工作会议的安排，我们将及时加强对工作面的顶板及煤帮的管理和维护，保证工作面高度能满足回收设备的要求。并且要加强末采期间的煤帮管理，防止片帮发生。
针对以上问题，我队将严格落实我队顶板管理制度及顶板巡回检查管理制度，发现为题及时处理，并对顶板管理工作提出了严格的要求。工作重点是工作面及两巷工作面两顺槽要超前加强支护。并加强对工作面顶板支护质量的监测。工作面采用支柱背帮的方法防治煤壁片帮，支好柱后，为防止片帮，采用1米长的红松板梁或者红松背板、木锲背紧背实，两帮三排背板距顶板300—500mm，下排背板距底板900—1300mm。
综采一队 2010.7.1
2010年七月顶板管理总结
5月底我队完成了154305工作面的回采作业，并且7月进入154305工作面的回收作业。根据我顶板管理工作会议的安排，我们将及时加强对工作面的顶板及煤帮的管理和维护，保证工作面高度的要求。并且要加强煤帮管理，防止片帮发生。
针对以上问题，我队将严格落实我队顶板管理制度及顶板巡回检查管理制度，发现为题及时处理，并对顶板管理工作提出了严格的要求。工作重点是工作面及两巷工作面两顺槽要超前加强支护。并加强对工作面顶板支护质量的监测。工作面采用支柱背帮的方法防治煤壁片帮，支好柱后，为防止片帮，采用1米长的红松板梁或者红松背板、木锲背紧背实，两帮三排背板距顶板300—500mm，下排背板距底板900—1300mm。工作面及两巷机头机尾绞车硐的架棚段加强支护，保证单体柱不漏液不泄液。
综采一队 2010.8.1
2010年八月顶板管理总结
8月份我队开始了154307工作面的回采作业，由于是沿空留巷试验项目。根据我顶板管理工作会议的安排，我们将及时加强对工作面初采质量、工作面的顶板及煤帮的管理和维护，保证工作面高度能满足回收设备的要求。并且要加强末采期间的煤帮管理，防止片帮发生。
针对以上问题，我队将严格落实我队顶板管理制度及顶板巡回检查管理制度，发现为题及时处理，并对顶板管理工作提出了严格的要求。工作重点是工作面及两巷工作面两顺槽要超前加强支护。并加强对工作面顶板支护质量的监测。工作面两顺槽采用支柱背帮的方法防治煤壁片帮，支好柱后，为防止片帮，采用1米长的红松板梁或者红松背板、木锲背紧背实，两帮三排背板距顶板300—500mm，下排背板距底板900—1300mm。工作面及两巷机头机尾绞车硐的架棚段加强支护，保证单体柱不漏液不泄液。
综采一队 2010.9.1
2010年9月顶板管理总结
由于9月我队继续154307综采工作面的回采工作，由于是沿空留巷项目。根据顶板管理相关制度，我们要及时加强对工作面顶板及工作面煤帮片帮的管理和留巷后轨道巷顶板监测。在回采过程中严格控制好工作面的工程质量。在留巷后，主要是对巷道顶板进行维护和顶板监测，保证工作面支护有效可靠。
针对以上问题，我队认真执行我队顶板管理制度及工作面顶板巡回检查管理制度的要求，对工作面顶板加强巡回的检查，本着发现问题处理问题的原则，认真开展对工作面顶板的管理工作。工作的重点是要保证工作面顶板及两巷不发生顶板问题。要对沿空留巷段加强维护，保证单体柱不出现漏泄液问题。工作面支架要认真进行检修，保证不出现窜漏液问题。
综采一队 2010.10.1
2010年10月顶板管理总结
由于10月我队继续154307综采工作面的回采工作，由于是沿空留巷项目。根据顶板管理相关制度，我们要及时加强对工作面顶板及工作面煤帮片帮的管理和留巷后轨道巷顶板监测。在回采过程中严格控制好工作面的工程质量。在留巷后，主要是对巷道顶板进行维护和顶板监测，保证工作面支护有效可靠。
针对以上问题，我队认真执行我队顶板管理制度及工作面顶板巡回检查管理制度的要求，对工作面顶板加强巡回的检查，本着发现问题处理问题的原则，认真开展对工作面顶板的管理工作。工作的重点是要保证工作面顶板及两巷不发生顶板问题。要对沿空留巷段加强维护，保证单体柱不出现漏泄液问题。工作面支架要认真进行检修，保证不出现窜漏液问题。
综采一队 2010.11.1
2010年11月顶板管理总结
由于11月我队继续154307综采工作面的回采工作，由于是沿空留巷项目。根据顶板管理相关制度，我们要及时加强对工作面顶板及工作面煤帮片帮的管理和留巷后轨道巷顶板监测。在回采过程中严格控制好工作面的工程质量。在留巷后，主要是对巷道顶板进行维护和顶板监测，保证工作面支护有效可靠。
针对以上问题，我队认真执行我队顶板管理制度及工作面顶板巡回检查管理制度的要求，对工作面顶板加强巡回的检查，本着发现问题处理问题的原则，认真开展对工作面顶板的管理工作。工作的重点是要保证工作面顶板及两巷不发生顶板问题。要对沿空留巷段加强维护，保证单体柱不出现漏泄液问题。工作面支架要认真进行检修，保证不出现窜漏液问题。
矿山顶板、坍塌事故分析与对策 篇6
矿山生产有其特殊性、矿工赖以生产的空间--井下巷道、地下硐采中的有害气体、提升运输、机电设施、火、水等方面的不安全隐患自然地在巷道、硐采中存在。由于环境、条件、人员、管理水平的差异造成伤亡事故的类型、原因也不尽相同。据统计，冒顶、坍塌事故在矿山伤亡事故中占有很大的比例。从1993年至2002年，因冒顶、坍塌事故伤亡的人数为138人，占各类事故伤亡人数总数的47.91%，影响矿山安全生产和健康发展。为此，客观地分析事故，积极采取切实可行的措施来防治冒顶坍塌事故，对于降低矿山伤亡事故、保护劳动者的生命安全、促进安全生产、维护矿山系统和社会稳定具有重要意义。
笔者在对新罗区境内矿山十年来伤亡事故进行调查统计的基础上，对冒顶、坍塌事故情况分析如下：
一、事故类别
矿山事故分类见表一。
矿山1993 ——— 2002年伤亡事故统计表
表一：
注：其他类别含：窒息，非矿山类。
从表一中可看出，矿山事故的分类严重程度排列，依次为：冒顶、坍塌、机电、中毒、水害等。
二、事故与从事矿山作业的时间关系
据事故档案资料分析，得出事故发生与从事作业之间的关系如表二所示。
110起(138人)坍塌事故与矿龄关系表
表二：
从表二可分析出：从事矿山作业一年内(或刚入矿山人员伤亡人数为48人，占34.78%，死亡率较高，其次是三年内矿龄内的作业人员，随着矿龄的增加，其死亡率在下降。究其原因，主要是新入矿山人员对适应矿山采掘工作面作业环境、操作技能、自保安全常识较差。
三、事故与循环作业中时间的关系
事故与作业时间关系表
表三：
从循环作业班次看，发生在中班的冒顶、坍塌事故较多，占56.52%，早班次之，夜班较少。这与多数矿山劳动组织有关，可能只上二个班，夜班施工作业人员少，相应事故也少有关。
四、事故与季节的关系
在不同季节内冒顶、坍塌事故发生情况如下：
從月份看，冒顶、坍塌发生事故高峰是在11月份、12月份和4月、9月，其余月份相差不大。11、12月份，施工人员想多挣钱，准备返乡；9、11月气候变化大，可能作业人员精神、身体等因素不佳；2月份，事故较低，与停工放假过春节，没有施工有关。其中：
一季度伤亡26人，占18.84%；
二季度伤亡37人，占26.81%；
三季度伤亡33人，占23.91%；
四季度伤亡42人，占30.43%(下半年死亡75人，占54.3%)。
五、造成发生冒顶、坍塌事故主要原因与教训
分析全区十年冒顶、坍塌事故，其主要原因和教训：
1、部分矿山对冒顶、坍塌管理不严，技术不熟悉，对采煤、掘进、采石工作面的顶板松动和离层现象及顶板来压活动规律(分台阶开采)认识不清，对放炮崩倒、崩坏的支架险石、危石、浮石等未及时处理，缺乏针对性的防范措施。
2、乡村矿山开采时，井巷工程大多没有认真按《煤矿安全规程》要求编制采、掘作业规程和安全技术措施，有的编制作业规程缺乏依据，没有起到应有作用。所以，施工人员在作业时，没有认真执行敲邦问顶制度。硐采空间、边坡、台阶坡面管理不到位，违章指挥，违章作业，有章不循现象突出，以致顶板、坍塌事故频繁发生。
3、现场管理不严，未按质量标准要求进行作业，工程质量差。
矿山现场管理较乱。采掘时，未认真按“落—装—运—支—挖”的程序进行，超高超前，空邦、空顶现象十分普遍；许多矿支护材料质量（木头直径小、腐、折、坑木等）不符合要求；在支护破碎顶板时，其强度满足不了要求；对漏顶、片邦未采取堵塞漏垮措施，以上种种易造成冒顶伤人事故。
4、作业人员操作水平低，技术管理落后。随用工制度改革，矿山开采几乎都雇用外来工，流动性大，培训、教育跟不上，有的连基本的采掘知识和安全常识懂得甚少。对矿压显现的规律和顶板离层状况心中无数，剥离层裂隙等不清。凭力气办事，甚至盲目乱干的现象时有发生。
5、技术装备差，缺乏有效的手段。
从新罗区矿山发生的冒顶、坍塌事故分析情况看，由冒顶、坍塌直接(包括伪顶，片邦)造成的事故占伤亡事故近50%，按冒顶、坍塌类型分，局部冒顶、坍塌事故又占大多数，且每次伤亡人数一般是1-2人，冒顶、坍塌范围小，因而很容易忽视，有的管理人员还认为此类零散敲打的事故是小事。因而发生事故后就事论事，寻找原因时得出：空顶作业、质量不符、地质不清、支护不及时或违章作业的结论。忽视技术方面的问题，没有从加强技术装备，采取有效手段、强制措施来减少冒顶、坍塌事故的发生，未认真分析研究事故发生的技术条件。
六、减少顶板、坍塌事故的主要措施与思路
搞好顶板、边坡、硐采面管理。预防冒顶、坍塌事故的措施很多，应以下面几点为主：
1、加强对顶板管理的领导工作，应强化矿山行业主管部门工作，各矿山应设有专业顶板管理小组(或专人、兼职)，定期召开采掘中顶板，硐采面管理分析会，制定并研究落实各项管理措施，把搞好顶板管理作为降低矿山伤亡事故的重点来抓。具体的事项如下：
①加强现场的监督检查，在原有管理制度中不断完善防范措施，并严格管理，及时处理不安全隐患，按作业程序进行施工、生产，使顶板管理件件、事事、处处有人管、有人抓，与安全生产制度挂勾。
②狠抓反“三违”，严肃查处冒顶、坍塌事故的责任人和有关管理人的责任，真正从中吸取教训。
③严格按质量标准进行作业和验收，队在每班，矿山(场)在每月对开采掘进工程质量这个环节上，实行制定的考核和验收办法，按奖惩制度兑现。
2、加强技术管理，采掘作业规程是加强顶板、边坡、坍塌管理的基本法规，必须按标准、要求，在对工作面条件掌握情况下制定，根据顶部及围岩的层次结构及开采对巷道围岩的影响，综合运用地质、爆破、支护、运输、提升、通风、排水、机电、安全及组织管理等技术，达到基本符合开采安全的要求，确定巷道回采工作面的支护方式和结构。
3、进行支护方式及采矿方法的改革。这是预防冒顶、坍塌事故的主要内容，推广金属支护，掘进巷道中有条件的井巷推广和使用锚喷支护，努力改进井巷道布置和开采顺序，使其空间和时间上避免对相邻工作面上、下部岩(煤)层产生高应力动压的影响。对暴露矿体进行剥除围岩和表土的剥离工作应按由上而下进行的程序，开拓硐采的应认真按岩体结构控制断面。
4、有效地实施矿压观测和支护质量监测工作，了解和掌握开采工作面的矿压规律，以合理制定采面的支护措施，并建立其技术档案，通过对地质条件、事故分析、工作面主要安全技术指标等资料的分析来掌握冒顶管理的规律，督促矿业主提高其管理水平。
5、加强对从事矿山人员的教育、培训，提高其技术素质和操作技能，使广大从业人员都能掌握了解矿压对顶板管理的一般常识，提高自保互保能力。
6、提倡安全预警的做法，在进行安全防范、检查，工作中只要出现事故苗头、严重隐患就必须实行"黄牌"警告，通过预警警示人们清醒头脑，做好顶板、坍塌管理，把好安全这一关口。
工程顶板 篇7
关键词：岩溶,溶洞顶板,桩基,稳定性,数值模拟
我国是世界上岩溶发育最广泛的国家之一,岩溶面积大,分布广,类型多[1]。广东省是我国主要的岩溶分布区之一,随着基础设施建设规模扩大,在广东省岩溶区使用桩基础变得普遍,岩溶区桩基础稳定性问题日益突出,如:地基承载力不足、不均匀沉降和地面塌陷等。溶洞顶板和其上部工程结构联系在一起,与岩溶地面塌陷相比,溶洞顶板塌陷往往会造成更大的经济损失。加强岩溶区溶洞顶板稳定性分析评价研究,合理确定溶洞顶板极限承载力,对采用经济合理的基础形式、基础尺寸、施工工艺和地基处理措施,有着重大技术价值及经济意义。目前,尽管一些学者对溶洞顶板稳定性进行了定性、半定量、定量的研究[2—7],但综合多种方法对溶洞顶板稳定性的对比研究还较少。
本文针对广清高速公路改扩建工程,采用理论分析和数值模拟的方法对桩基溶洞顶板稳定性作一些分析,目的是为今后类似的溶洞顶板稳定性分析提供可借鉴的方法。
1 工程概况和岩溶地质环境条件
广清高速公路改扩建工程起点为庆丰收费站K2+890,终点桩号为K60+450,其中,K2+890~K36+200为广花平原,K36+200~K44+500为丘陵,路线全长为57.56 km。改扩建工程沿线有29 km(K2+890~K36+000)的岩溶区,旧路勘察资料、施工记录及新路初勘资料表明,岩溶区岩溶分布密度大,见洞率高,溶洞几何特性与赋存条件复杂。流溪河大桥应急抢险段(K5+784.5~K8+752)地质勘察的203个钻孔中,有溶洞发育的钻孔117个,见洞率高达62.2%,见洞率之高国内外极其罕见(白云机场见洞率约为19.6%,深圳大运中心场地为19.3%)。
路线沿线地貌类型为冲积及冲洪积平原区、丘陵区、低缓丘陵区、台地区,地势总体北高南低。K2+890~K36+000路段所经地区发育的地层有泥盆系、石炭系、二叠系、第四系。岩性主要有灰岩、泥质灰岩、钙质粉砂岩、砂岩、砂质灰岩、钙质页岩、炭质灰岩夹炭质页岩等,多数岩石都具有可溶性,广花盆地可溶岩基本都处于埋藏状态。起点至K55+000路段属于恩平~新丰褶断区域地质构造带(Ⅵ-1)。与路线相交的构造为广花复式向斜及广从断裂的伴生小断裂,褶皱和断裂构造处裂隙发育密集、开阔,岩石透水性强。研究区地处亚热带及亚热带湿润季风气候区,植被土壤产生的CO2较多,使得水具有溶蚀性。河谷和平原区地形平坦,有利于大气降水的汇集和渗入补给,形成丰富的地表水及地下裂隙水、孔隙水和溶洞水。构造作用通过控制水的主要流通通道而影响地下水的流动性,在循环作用下,溶蚀性水不断补充更替,并将溶解与侵蚀的物质带走,形成溶洞。岩溶发育具有水平和垂直的分带性,岩溶发育程度具有分段性。
2 溶洞顶板稳定性理论分析
2.1 构建地质概化模型
溶洞本身形状不规则,目前技术难以准确勘测。为了方便研究,将溶洞形状规则化为具有长、宽、高三维特征的长方体。根据广清沿线地质剖面图,并结合相关勘察资料估算溶洞的几何尺寸,选取两处典型工点,建立桥梁桩基溶洞地质概化模型,见图1。溶洞几何尺寸,模型相关参数分别见表1,表2。
2.2 确定溶洞持力层顶板作用荷载
作用在溶洞顶板上的荷载主要来自两方面:一是桩底作用在溶洞顶板上的荷载;二是模型上覆土层和岩层对溶洞顶板的作用。
2.2.1 桩底作用在溶洞顶板上的荷载
按《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTGD63—2007)第5.3.4条中的公式确定桩底荷载(桩端阻力)[8],即作用在溶洞持力层顶板上的荷载(表3)。式(1)中的单桩轴向受压承载容许值N取为模型的竖向力(由设计资料确定,水平力和弯矩作用可忽略)。
式(1)中:P为桩底作用于岩溶持力层顶板竖向荷载(k N);u为桩身截面周长(m);frk为桩端岩石饱和单轴抗压强度标准值(k Pa),frki是第i层frk值;c2i为根据清孔情况、岩石破碎程度等因素而定的第i层岩石的侧阻力发挥系数,本文取0.04;hi为桩嵌入各岩层部分的厚度(m);qik为桩侧第i层土的极限侧阻力标准值(k Pa);li为桩周第i层土的厚度(m);ξa为覆盖层土的侧阻力发挥系数,根据桩端frk确定:当2 MPa≤frk<15 MPa时,ξa=0.8;当15MPa≤frk<30 MPa时,ξa=0.5;当frk≥30 MPa时,ξa=0.2;m为岩层的层数,强风化层和全风化层按土层考虑;n为土层的层数;ξ为考虑到桩端持力岩层中存在溶洞,引入的经验系数(0<ξ<1),取值根据建筑物的重要性、岩体中裂隙发展情况等因素而定。本文取ξ=0.2。
2.2.2 模型上覆土层和岩层对溶洞顶板的作用
该部分按照土力学中成层地基和岩体力学中地应力计算方法计算土和岩层的自重应力。
计算得出作用在模型1和模型2溶洞顶板上的上覆岩土层自重应力分别为484.2 k Pa,516.6 k Pa。
2.3 溶洞顶板稳定性分析
把桩基和溶洞顶板作为研究体,根据简化模型,假定溶洞顶板是完整的平板状岩体,分别对桩端溶洞顶板进行抗冲切、抗剪切及抗弯验算以分析其稳定性。
2.3.1 抗冲切验算
溶洞顶板稳定,即锥台稳定,由静力平衡条件知:
推导得:
P为桩底的竖向荷载(k N);Q1为持力层灰岩的抗拉力(k N);Q2为下卧层顶托力(k N);l为溶洞跨度(m);h为溶洞顶板厚度(m);h0为桩的嵌岩深度(m);α为冲切角(°);d为桩基直径(m);D为冲切锥台的下底面直径(m)
式中:h/d=n,K1为抗冲切稳定系数;Rt为岩石抗拉设计强度,取为灰岩饱和单轴极限抗压强度的1/20;计算桩底的竖向极限荷载时取稳定系数K=4。
从表4可看出溶洞顶板稳定。
2.3.2 抗剪切验算
剪切面是圆柱面(图3)。抵抗剪切的反力为剪切面上岩层的剪应力。因溶洞可能无充填物或者充填物是软~流塑状,所以假设下卧层无顶托能力。由极限平衡条件,得桩端溶洞顶板抗剪切验算公式为
式(5)中:K2为桩端溶洞顶板抗剪切稳定系数;γ为溶洞顶板岩体重度(k N/m3);τ为顶板岩体抗剪强度(k Pa),按规范和设计经验取为灰岩饱和单轴极限抗压强度的1/12,即3 033.33 k Pa;其他含义同前。
由式(5)可得:
从表5可看出溶洞顶板稳定。
2.3.3 抗弯验算
如果顶板和两端的岩体都较完整,无裂隙或裂隙被胶结良好,溶洞顶板与洞壁可靠连接,则按两端固支梁求解最大弯矩(图4)。
将直径d的圆形桩端截面换算成等面积边长为b的正方形桩端截面:
推导得:
式(8)中:K3为桩端溶洞顶板抗弯稳定系数;σb为岩体抗弯强度(允许弯曲应力)(k Pa),取为灰岩的饱和单轴抗压强度的1/8,即:4 550 k Pa;M为溶洞顶板所受的最大弯矩(k N·m)。
在竖向荷载作用下,两端固支梁上弯矩有正、负值,需分别计算正、负弯矩的极值,取其绝对值较大者作为该梁的最大弯矩,即[4]:
式(9)中:H为顶板以上各土层和岩层的总厚度(m);为顶板以上各土层和岩层的加权平均重度(k N/m3);其他含义同前。
表6显示溶洞顶板稳定,但模型1稳定性偏弱。
3 溶洞顶板稳定性数值模拟
3.1 模型建立与计算
使用ANSYS 12.1对溶洞顶板进行数值模拟,研究溶洞顶板在桩基荷载和上覆岩土层作用下的应力和位移变化规律,进而分析溶洞顶板的稳定性并确定桩底的竖向极限荷载。仅考虑主要影响因素,对计算模型简化。
以溶洞跨度、宽度和高度建立固支长方体来模拟溶洞(尺寸见表1,表2)。上部边界为桩底所在平面;下部边界自溶洞底向下取至溶洞高度的5倍;水平方向边界取溶洞相应方向尺寸的5~10倍。根据假设条件,考虑到对称性,模型可取四分之一,建模如图5。选用SOLID92单元类型和岩土工程中常用的Drucker-Prager弹塑性本构模型。为了有一定安全储备,采用强度折减法,降低黏聚力和内摩擦角,取折减系数F=1.5,见表7。选用四面体形状,自由网格划分实体模型,溶洞顶板及附近区域划分密集,其他区域划分稀疏。
边界条件:模型底部施加全约束;四周外边界面、对称面上约束法向位移为0。将溶洞顶板上覆岩土层自重作为面荷载施加到模型顶面。桩底荷载以面荷载加载到桩基底面。这样就巧妙地避开了桩身、土相互作用,使研究更明确。ANSYS中岩体重力靠加载向上加速度来模拟。求解前打开大变形选项。
将顶板出现塑性区作为失稳和破坏判别准则,其结果偏安全,物理意义明确,图形直观。
3.2 数值模拟结果
3.2.1 溶洞顶板稳定性
对模型桩底施加面荷载设计值,通过整体位移云图(图6),第一主应力云图(图7)和塑性应变云图综合分析溶洞顶板稳定性。
综合来看,溶洞顶板位移较小,最大拉应力小于灰岩的抗拉强度,岩体没有屈服,未出现塑性区。可判断两溶洞顶板在桩基设计荷载作用下均稳定。
3.2.2 桩底竖向极限荷载
保持模型其他条件不变,仅改变桩底竖向荷载P(0~8 000 k N),可得到图8曲线。
从图8和相应荷载作用下模型塑性应变云图可看出,当桩底竖向荷载小于某一界限值时,顶板塑性应变为0。随着桩底竖向荷载不断增加,模型1顶板上部最先出现塑性应变,塑性应变逐渐由顶板上部向下部扩展。两个模型出现塑性应变后,顶板塑性应变最大值均随桩底竖向荷载增大而增大,且模型2增长速率大于模型1增长速率。
结合二分法,不断增加桩底竖向荷载(精确到1 k N),直至某一荷载使溶洞顶板刚好出现塑性区,由溶洞顶板破坏准则可知,该荷载即桩底竖向极限荷载,见表8。设计桩底作用荷载小于桩底竖向极限荷载,因此,两模型溶洞顶板稳定。
4 理论分析与数值模拟结果对比
4.1 溶洞顶板稳定系数对比
从表9可看出,抗冲切和抗剪切验算时,模型1的稳定系数均大于模型2的,而抗弯验算时,模型1的稳定系数小于模型2的,且明显偏小。说明模型1抗冲切、抗剪切能力较强,但抗弯能力弱。
对同一模型的稳定系数,均表现为抗冲切验算最大,抗剪切验算次之,抗弯验算最小。说明溶洞顶板稳定系数主要受抗弯验算的控制。
理论分析和数值模拟确定的两模型溶洞顶板稳定系数均满足稳定性要求,因此,两种分析方法结果一致,均表明两模型溶洞顶板稳定。
4.2 桩底竖向极限荷载汇总
从表10可看出,抗冲切和抗剪切验算时,模型1的桩底竖向极限荷载均大于模型2的,而抗弯验算时,模型1的桩底竖向极限荷载小于模型2的,且明显偏小。同样说明了模型1抗冲切、抗剪切能力强,但抗弯能力偏弱。
桩底竖向极限荷载理论分析时,对于模型1,抗冲切>抗剪切>抗弯验算;对于模型2,抗冲切>抗弯>抗剪切验算。说明模型1、模型2桩底竖向极限荷载分别主要受抗弯、抗剪切能力控制。
数值模拟与抗剪切、抗弯验算得出的桩底竖向极限荷载较为接近,与抗冲切的结果差别较大。说明剪切、弯曲破坏是桩基下溶洞顶板主要破坏方式,抗剪切、抗弯验算是桩基下溶洞顶板稳定性分析的主要验算指标。数值模拟应用于桩基下溶洞顶板稳定性分析具有一定可靠性。
两模型理论分析和数值模拟的接近程度(1-(1-0.55)/1和1-(1.59-1)/1)分别为:55%和41%,两模型相比,模型1理论分析与数值模拟结果更接近。但总体来看,两模型理论分析和数值模拟接近程度并不够高,这与建立模型时理想化的假设有一定关系。
5 结论
(1)选取典型工点(溶洞发育严重的高架桥桩基下溶洞),建立了桩基下溶洞地质概化模型,对模型溶洞顶板分别进行了抗冲切、抗剪切、抗弯验算。理论分析结果显示,稳定系数均大于2,桩底作用荷载小于桩底竖向极限荷载,表明两模型桩基溶洞顶板处于稳定状态。
(2)运用ANSYS对桩基溶洞进行的静态荷载下数值模拟结果显示,虽然桩基作用在溶洞顶板之上,但溶洞周边受力良好,溶洞顶板位移较小,最大拉应力小于灰岩抗拉强度,岩体没有屈服,未进入塑性状态。且桩底作用荷载小于桩底竖向极限荷载。依据溶洞顶板破坏准则,判断两溶洞顶板在桩基设计荷载的作用下均稳定。
(3)理论分析与数值模拟结果一致,均表明两模型溶洞顶板稳定。与模型2相比,模型1的抗冲切、抗剪切能力强,但抗弯能力弱。剪切、弯曲破坏是溶洞顶板主要破坏方式,抗剪切、抗弯验算是桩基下溶洞顶板稳定性分析的主要验算指标。每种分析方法都有其适用性和局限性,对桩基溶洞顶板稳定性问题应使用理论分析和数值模拟等多种方法综合对比分析,以得到更可靠的分析结果。
(4)岩溶区桩基工程在满足顶板稳定性情况下,将桩基作用在溶洞顶板之上是可行的。这为岩溶区桩基设计提供了一种很好的理论支持。
参考文献
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工程顶板 篇8
奥泰·格林山水城是辽宁省营口市的一个高档住宅小区,建筑结构为框架剪力结构,建筑面积11 369m2,地下室混凝土顶板设计为种植顶板,防水面积100 000 m2(题图)。该种植顶板设计为双层防水,其中普通防水层采用3 mm厚SBS弹性体改性沥青防水卷材(下称SBS卷材),型号为SBS I PY PE PE 3;耐根穿刺防水层采用4 mm厚PPE高聚物改性沥青防水卷材(下称PPE卷材),型号为PPE 4 II B。
2 防水设计及施工工艺流程
该种植顶板工程的防水构造层次,见图1。其防水做法如下:地下室顶板→SBS卷材防水层→PPE卷材耐根穿刺防水层→塑料膜隔离层→水泥砂浆保护层→碎石排水层→无纺布过滤层→种植土→植被层。
立墙防水的做法如下:墙面→SBS卷材防水层→PPE卷材耐根穿刺防水层→塑料膜隔离层→保温板→砖砌墙抹面。
该工程的施工工艺流程,见图2。
3 PPE卷材
PPE卷材(图3)是一种将化学阻根与机械阻根集于一身的防水材料,即在胶质中加入化学阻根剂,胎基又采用具有高密实度和机械强度的聚烯烃材料,使卷材具有双重耐根穿刺特性,可满足建筑种植和水系景观工程的特定防水要求。
3.1 PPE卷材阻根特性
1)化学阻根性:PPE卷材的胶质中添加了德国朗盛公司的B2型进口阻根剂。该阻根剂是一种油状液体,与沥青具有良好的相容性,可提供长效阻根效果,将植物根尖木质化的同时又不破坏植株生长。PPE卷材对羽扇豆根系的阻根效果,见图4。
2)机械阻根性:PPE卷材的机械阻根性来自于其胎基,该胎基是由EVA、ECB等高聚物及各种添加剂制成的高分子聚塑胎,具有优良的致密性及超强的韧性。当植物的根系到达聚塑胎基表面时,聚塑胎能有效地阻止植物根系的穿透,迫使根系的生长方向发生变化,向四周蔓延。
3.2 PPE卷材性能指标
PPE卷材的基本物理性能指标见表1,应用性能指标见表2。
4 防水层施工
PPE卷材和SBS卷材均采用热熔满粘法施工。
4.1 普通防水层施工
1)基层要求:基层若有缺陷或集水等现象,必须在铺贴SBS卷材之前先进行处理。处理好的基层必须坚固、密实、平整、坚实,不起皮、不起砂,基层表面必须干燥、干净,含水率不大于9%。
2)施工环境:温度一般在5℃以上,风力一般小于5级。
3)热熔施工:施工环境必须允许使用明火。
4)节点做法:各种阴阳角均应做成圆角或钝角,圆角半径和钝角尺寸应符合设计要求。
4.2 耐根穿刺防水层施工
耐根穿刺防水层的施工与普通防水层基本相似,也采用热熔法施工。因为本工程选择的PPE卷材是高密度聚乙烯类的阻根材料,因此,在施工过程中,要特别注意以下几点:
1)施工时,要注意掌握火焰加热器的温度,卷材加热应均匀,不得过分加热或烧穿卷材。
2)卷材表面热熔后应立即滚铺,卷材下面的空气应排尽,并辊压粘结牢固,不得空鼓。
3)搭接的做法应符合下列要求:纵向搭接宽度宜为100 mm,与基层粘牢压实;横向搭接宽度宜为100 mm,卷材两端必须全部粘结;同一层相邻两幅卷材铺贴时,横向搭接缝宜错开1/3幅长。
4)成品保护工作:成品保护工作是保证工程质量的一道关键程序,防水施工质量再好,如果不注意成品保护,在后续施工中,也会造成防水层的破坏,因此,要加强对成品保护工作的重视。防水层施工中或防水层已施工完成而保护层未完成时,禁止任何无关人员进入现场,严禁穿带铁钉、铁掌的鞋进入现场,以免扎伤防水层;防水层施工完毕后,不能在防水层上开洞或钻孔安装机器设备;如需进行二次作业,应有防护措施;二次施工时,不慎造成防水层破损的应及时通知防水人员修补,严禁隐瞒不报。
4.3 细部构造做法
1)人行走道:本工程留有人行中间走道,可兼做排水通道。施工时,要注意将人行走道处的排水坡度找好,达到设计要求。卷材施工后,要注意成品保护,并且要及时进行下道工序。人行走道的防排水构造,见图5。
2)外排水构造:本工程排水系统采用外排水,立面防水层收头入凹槽,并用密封材料封严,外抹水泥砂浆保护。外排水构造,见图6。
3)顶板周边细部做法:顶板周边细部做法,见图7。
4)出屋面管道:出屋面管道部位的防水层至少应高出种植土250 mm,卷材收头用密封材料封严,并用紧固圈固定,外抹水泥砂浆保护。具体做法,见图8。
5)女儿墙:女儿墙周边300~500 mm宽应设置挡土墙或缓冲带,挡土墙下部设泄水孔或排水管,挡土墙宽度应不小于150 mm,墙顶高度至少应高于种植土150 mm。女儿墙防水构造,见图9。
5 结语
PPE卷材是一种性价比较优的材料,许多工程实践证实了该材料具有良好的阻根性和防水性。营口奥泰·格林山水城种植顶板工程已投入使用1年半时间,防水层未出现渗漏现象,受到甲方及业主的高度赞扬。
参考文献
[1]中华人民共和国建设部.JGJ 155—2007种植屋面工程技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2007.
工程顶板 篇9
由于越来越多城市居民对车位和小区环境的要求, 使开发商考虑充分利用住宅之间的绿化空间, 在这些绿化空间以下建造地下室车库, 而在地下室顶板上建造绿地景观, 有粘结预应力无梁楼盖技术使这一愿望成为现实的可能。无梁楼盖结构相对框架梁板结构, 减少了结构构件占用的空间, 充分利用了净空, 在净高相同的条件下, 可减少地下室的埋深, 相应减少了土方开挖量、施工抽水及周边围护费, 同时减少了竖向构件的工程量, 从而得到较好的经济效益。由于采用无梁楼盖, 不仅使模板工程及施工工序简化, 而且便于空调及照明消防等管道的布置, 装修也大大简化。
2工程概况
长沙盛世华章住宅区由多栋18层～28层的高层住宅组成, 总建筑面积达40万m2。其中地下车库一层, 建筑面积约为22 000 m2, 其地下室地顶板为覆盖土, 覆盖土厚1.5 m, 为减小楼盖厚度, 改善使用功能, 抬高地坪标高, 增加车库空间, 优化方案, 减少投资, 将该地下室顶板设计为有粘结预应力混凝土无梁楼盖结构。其中地下室A区纵向长度约为125 m, 横向最大长度约为49.6 m, 建筑面积约为6 200 m2。柱网沿纵向跨度8m, 横向跨度为7.5 m, 地下室预应力顶板厚度为320 mm, 帽尺寸主要为2 700×2 700 mm。
3有粘结预应力无梁楼盖结构设计要点
3.1 预应力配筋
预应力筋采用ϕj15.24高强低松弛钢绞线, 其抗拉强度标准值fptk=1 860 MPa。
顶板设计为曲线形有粘结预应力钢绞线 (4根～5根为一束) , 预埋扁形波纹管, 每孔布置4×7ϕj15.24, 在柱帽处加密布置, 每孔布置5×7ϕj15.24形成结构暗梁。预应力跨度<25 m时单向张拉, 当跨度>25 m时采取双向张拉, 顶板根据其结构的受力情况, 预应力筋的布置呈抛物线形见图1。有粘结预应力筋固定端使用H型压花锚, 张拉端为4孔～5孔的扁锚和喇叭口。
3.2 主体结构与地下室预应力顶板的连接处构造
该预应力大板边界均与主楼相连, 由于施工进度要求无法待该块预应力板施工完成后才进行上部主体的施工。为了不影响整体工期, 边界处预应力端部的预埋成为首要解决的关键难点, 经过设计者与预应力施工管理人员的研究, 采用了一种端部预埋技术, 端部大样如图2所示。
为防止浇捣混凝土时水泥浆流进管内影响后期预应力束无法穿入, 锚垫板与波纹管处缝隙用胶带密封。由于扁型波纹管短向抗压较差, 为了防止施工中波纹管被挤压变形, 混凝土浇捣后钢绞线无法穿入, 事先在管内插入三根ϕ15 mm的PVC管, 每根管内插入ϕ12钢筋防止PVC管变形。待混凝土浇捣完毕后, 拔去PVC管及钢筋, 并及时清理管内混凝土及杂物。施工结果说明, 该预埋技术十分成功, 无一处出现堵管现象。该技术的采用, 既保证了施工进度, 又不影响预应力施工的质量, 使主楼工期与地下室顶板施工工期的矛盾得到很好的解决。
3.3 后浇带处地下室顶板的施工
后浇带两侧预应力筋各自张拉锚固, 后浇带所在的跨内另加预应力筋 (见图3) , 预应力筋数量根据计算确定。后浇带两侧的预应力束各自张拉锚固后, 后浇带两侧的模板就可以拆除, 这就避免了模板的积压。
由于预应力筋的通过, 后浇带内普通钢筋没有断开, 既节约了材料, 又避免了后期的钢筋焊接。由于该工程后浇带处钢筋为ϕ12钢筋, 延性较好, 加上采用低收缩混凝土, 以后浇带分开的各板收缩量不大, 大板采用逐块施工, 后浇带处钢筋可以与刚施工的混凝土共同伸缩。
4地下室顶板有粘结预应力施工技术
4.1 有粘结预应力顶板施工难点
(1) 本工程楼盖部分的施工需要多专业穿插、配合, 必须与土建专业及相关专业单位在工序交接、端部处理、施工顺序、施工进度方面做好协调配合工作, 以保证总体施工进度和施工安全;
(2) 由于预应力板内预应力筋种类较多, 预应力筋的布置以及在张拉端及固定端部位预应力锚具的排列位置应在施工前进行仔细的考虑;
(3) 本工程工期非常紧张, 预应力的铺束工序位于进度表的关键线路上, 对施工工期有直接的影响, 张拉工序也会对模板、支撑等材料的周转产生影响。因此必须根据土建专业的总进度安排精心组织施工, 确保不延误工程总体进度计划;
(4) 本工程楼盖面积较大, 预应力材料用量非常集中, 因此必须保证预应力施工主材, 尤其是锚具的供应以及检验, 要确保不因材料供应及送检的原因影响工程进度;
(5) 由于楼面荷载较大, 为防止施工阶段预应力反拱导致楼面开裂, 预应力筋需要分两批张拉, 即在混凝土强度达到设计强度的80%之后, 先张拉50%的预应力筋, 其余50%的预应力筋必须在后浇带浇筑, 第一次覆土 (0.7 m) 完成后方可张拉。
4.2 预应力材料
本工程按设计要求选用标准生产的直径为15.24 mm, fptk=1 860 MP的低松弛高强预应力钢绞线, 锚具选用中科院结构所研制的QM体系锚具, QM15-1工作锚、QM15-1夹片、ϕ15挤压锚、QMB15-5扁锚、QMB15-4扁锚。波纹管选用扁形90×19 mm、70×19 mm标准型波纹管, 扁锚体系其尺寸选用见表1。
材料进场时按GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》由专业质检员进行外观检查, 特别是无粘结钢绞线胶、波纹管不得有破损, 锚具不得有裂纹。所有材料进场后送工程质量检测中心进行检验, 合格后方能使用。钢绞线按不大于60T组批送检验收, 锚具分规格不大于1000套组批送检验收。
4.3 顶板有粘结预应力筋铺设
4.3.1 铺筋次序
铺放暗梁非预应力筋、箍筋;铺放非预应力底筋, 板底长向底筋在短向底筋之上;铺放板长跨方向预应力筋;铺放板短跨方向预应力筋;铺放板普通钢筋负筋, 板面短跨方向负筋应放在长跨方向负筋之上, 最后组装张拉端锚具及承压板。
4.3.2 预应力筋孔道留设
预应力筋孔道留设采用内径70 mm×19 mm、9 mm×19 mm的扁椭圆形波纹管, 连接采用大一级波纹管套接, 接口处两端搭接不得少于20 cm, 并用防水胶带密封, 以防漏浆。波纹管每隔1 m～1.5 m用12 mm钢筋定位支架固定, 使其符合图纸要求的标高, 偏差范围为±5 mm;在波纹管波峰处安装泌水排气孔, 供孔道灌浆时排气泌水之用, 排气孔间距不大于20 m布置。波纹管端部和锚垫板的喇叭口连接处用胶带密封, 锚垫板应和预应力筋中心线相垂直。锚垫板固定在地下室侧壁外和模板上, 为减少对墙壁防水的影响, 将锚垫板凹进墙壁内封堵。地下室附墙柱外侧竖向钢筋中部留出净空180 mm的空间, 以方便锚垫板的放进, 避免柱立筋与锚具相遇, 施工过程中严禁电焊烧伤波纹管。
4.3.3 穿筋
本工程为多波曲线配筋, 使用的扁椭圆形波纹管长度又较大, 穿筋工作难度很大;所以钢绞线穿筋时采用了成束穿入法, 即用钢网套将钢绞线一端套牢, 另一端人工推进, 将钢绞线束拉入波纹管中。
4.3.4 矢高控制
本工程顶板预应力筋在板内为曲线布置, 曲线矢高是预应力功效能否得到有效发挥的重要保证。为此, 应严格按矢高计算图布置, 板内预应力筋的最低点按设计要求固定在板底普通钢筋上, 板底的钢筋保护层垫块数量充足, 均匀放置。预应力筋曲线其它各点用支架定位, 支架的位置高度采用水准仪测定, 严格控制最高点和反弯点标高。此外, 水电等其它水平线管在板内根据预应力筋的高低位置而定位, 不得因水电线管的穿入而抬高或降低预应力筋。预应力筋铺放成型后, 严禁踩踏, 防止其位置改变。在布设板底层普通钢筋时, 水电等竖向预留管、预留洞同时布设, 以便预应力筋绕过。
4.4 预应力筋的检查、验收
预应力筋铺设及断头锚具固定完毕后, 检查预应力筋的间距。尺寸是否符合设计要求, 顶板有粘结筋波纹管有无破损, 接头处是否包裹严实, 排气管是否固定就位, 顶板后浇带无粘结筋外包涂有无破损、烧伤, 小面积的破损可用防水胶布缠绕修补, 大面积的要进行更换。检查预应力筋的支架, 有无高度不准确, 有无漏焊、变形、扭曲等。顶板波纹管难以水平方向弯曲, 遇到洞口处间距进行适量变化, 但均征得设计人员认可, 同时保证钢绞线总数不变。
4.5 浇筑混凝土
在浇筑混凝土时, 振捣棒不得长时间直接碰撞预应力孔道, 防止破坏波纹管而导致浆体进入预应力孔道。混凝土初凝以后, 及时拆除预应力板的侧模, 清理张拉端喇叭口和预应力筋, 安装锚具, 为张拉工序作好准备。
4.6 预应力张拉施工
由于本工程纵向长度较大, 纵向预应力筋需要在板面上进行张拉, 预应力筋的张拉需采用变角张拉工艺, 这是本项预应力工程的主要难点之一, 横向预应力筋直接在两侧剪力墙外张拉。
4.6.1 预应力张拉
在混凝土强度达到设计规定的张拉强度之后, 开始预应力筋的张拉。预应力张拉设备在使用前, 应送检验机构, 对千斤顶和油表进行配套标定, 并且在张拉前要试运行, 保证设备处于完好状态。理顺张拉端预应力筋次序, 依次安装工作锚、变角块、千斤顶、工具锚。由于开始张拉时, 预应力筋在孔道内自由放置, 而且张拉端各个零件之间有一定的空隙, 需要用一定的张拉力, 才能使之收紧。因此, 应当首先张拉至初应力 (张拉控制应力的百分之十) , 量测预应力筋的伸长值, 然后张拉至控制应力, 再次量测伸长值, 两次伸长值之差即为从初应力至最大张拉力之间的实测伸长值△Ll。核算伸长值符合要求后, 卸载锚固回程并卸下千斤顶, 张拉完毕。
如果预应力筋的伸长值大于千斤顶的行程, 可采用分级张拉, 即第一级张拉到行程后锚固, 千斤顶回程, 再进行第二次张拉, 直至达到张拉控制值。张拉作业, 以控制张拉力为主, 同时用张拉伸长值作为校核依据。实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在-6%～+6%范围之内。超出时应立即停止张拉, 查明原因并采取相应的措施之后再继续作业。考虑到施工进度和安全, 设计要求两端张拉的预应力束, 张拉作业时先张拉其一端, 然后按照正常张拉次序补拉另一端。
根据后浇带的留设, 车库顶板预应力束张拉次序如下:
1) 第一批张拉;对于横向预应力束应间隔张拉。对纵向预应力束应张拉全部不经过后浇带的预应力束, 这部分预应力束的张拉端全部布置于挡土墙外或后浇带边缘。
2) 第二批张拉:待第一次覆土完成后, 在剪力墙外侧或预留的张拉通道内张拉所有第一批未张拉的预应力束。所有横向预应力束的张拉均应顺序从一端向另一端依次进行, 所有纵向预应力束的张拉应逐排进行。对于第一批张拉的预应力束, 各段的张拉完全独立, 当混凝士强度达到张拉要求后即可进行张拉。对于第二批张拉的预应力来应在第一次覆土完成后统一进行。
4.6.2 预应力张拉控制力与伸长值测量
(1) 预应力张拉控制力。
本工程要求混凝土强度达到设计强度的88%之后才能张拉, 只有混凝土强度试验报告表明混凝土强度达到要求后, 才能开始张拉。预应力筋的张拉控制, 以控制张拉力为主, 同时用张拉伸长值作为核核依据。本工程张拉控制应力取为0.70倍钢绞线强度标准值。即1 860×0.70=1 302 MPa。预应力筋采用单根张拉的方式, 每根预应力筋的张拉力为182 kN。
(2) 伸长值的实测和校核。
由于开始张拉时, 预应力筋在孔道内自由放置, 而且强拉端各个零件之间有一定的空隙, 需要用一定的张拉力, 才能使之收紧, 预应力筋张拉伸长值的量测, 是在建立初应力之后进行。实际伸长值△L应等于:
L=△L1+△L2-△Lc
式中: △L1——初应力至最大张拉力之间的实测伸长值;
L2——应力以下的推算伸长值;
Lc——混凝土构件在张拉过程中的弹性压缩值。 (量值很小, 可忽略) 。
本工程初应力取为张拉控制应力的10%, 初应力以下的推算伸长值△L, 根据弹性范围内张拉力与伸长值成正比的关系推算。张拉时, 通过张拉伸长值的校核, 可以综合反映张拉力是否足够, 孔道摩擦损失是否偏大, 以及预应力筋是否有异常。张拉时要求实测伸长值与理论计算伸长值的偏差应在-6%～+6%范围之内, 超出时应立即停止张拉, 查明原因并采取相应的措施之后再继续作业。
4.7 灌浆与封锚
张拉完成12 h后, 检查锚具有无异常, 如无异常, 用手提式砂轮机切除多余钢绞线, 切割位置在锚具外30 mm, 用水泥砂浆将张拉端锚具夹片缝隙封闭, 以免出浆。用42.5号水泥掺膨胀剂、减水剂, 按水灰比0.38～0.4拌浆, 其28天强度≥30 MPa。压力灌浆:以张拉端锚垫板上灌浆孔或中间排气孔为进浆孔, 开动灌浆泵压入水泥浆, 由近至远逐个检查排气孔, 待成股浓浆冒出后逐一封闭;待最后一个排气孔封闭后, 继续加压至0.5 MPa～0.6 MPa, 持压0.5 min～1 min后结束灌浆。另外可由各排气管人工补浆, 确保灌浆饱满。灌浆后清理排气管周围溢出的水泥浆, 24 h后即可切除露出混凝土表面的排气孔管, 顶板有粘结筋端头用微膨胀混凝土封堵, 振捣密实。
5结语
综上所述, 对于超长大型地下室底板、顶板采用预应力混凝土大大降低了结构钢筋及混凝土的用量, 提高了结构的刚度及抗裂要求, 有效地减少了混凝土裂缝的产生, 提高了地下室的防水抗渗性能, 免除了伸缩缝的留设;扩大了地下室的柱网, 提高了工程的实际使用面积和空间布置的灵活性, 也改善了建筑物的使用功能;顶板无梁平板有效地降低了建筑的层高, 施工方便, 由于梁侧模、底模的制作、安装工序, 节约了模板, 加快了施工进度。
地下人防工程施工已完成一年多时间, 工程历经雨季及冬季的检验, 均未发现任何结构上的问题及渗漏现象, 事实证明, 此预应力无梁楼盖技术的应用是成功的。 [ID:5426]
参考文献
[1]徐金声, 薛立红.现代预应力混凝土楼盖结构[M].北京:中国建筑工业出版社, 1998.
[2]CECS180, 建筑工程预应力施工规程[S].
[3]GB50010-2002, 混凝土结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.
工程顶板 篇10
德润绿城百合园位于山东寿光新城核心区域、弥河之东。一期百合园总建筑面积为182 337 m2,其中地下建筑面积60 545 m2,绿化覆盖率达35%以上;工程含地上15栋9~17层高层住宅楼、精品商铺和地下室两层。该项目地下室种植顶板防水等级为Ⅰ级,结构不允许渗水,表面无湿渍。
2 防水设计与防水材料
2.1 防水设计
该项目地下室种植顶板防水原方案施工难度大、周期长,进入冬季后无法在低温条件下进行施工。根据工程实际状况,经与设计方及甲方沟通协商,最终决定地下室顶板防水采用2 mm厚NRC非固化橡胶沥青防水涂料+4 mm厚SBS改性沥青耐根穿刺防水卷材的方案,见图1。NRC非固化橡胶沥青防水涂料加热后刮涂在地下室顶板基层上,SBS改性沥青耐根穿刺防水卷材再进行铺贴,搭接边采用热熔法进行,形成复合防水系统。这种“一涂一贴”式防水做法,具有施工简便、持久防水的效果,能够同时满足Ⅰ级防水要求和种植顶板耐根穿刺要求。
2.2 防水材料
NRC非固化橡胶沥青防水涂料,是一种由优质橡胶、改性沥青和特殊添加剂,经特殊工艺制成的改性沥青防水涂料。非固化涂料的固含量高达98%以上,与空气长期接触后不固化,始终保持黏稠胶质状,是一种具有高度蠕变性能的新型防水涂料 [1]。此外,NRC非固化橡胶沥青防水涂料还具有以下性能特点:
1)自愈性:施工时材料不易分离,可形成稳定、整体无缝的防水层。施工过程中出现防水层破损时,破损部位周围的非固化涂料会自动流动并填充到受损部位,高度的黏滞性使其能很好地封闭基层的毛细孔和裂缝,阻断防水层与混凝土基面间的窜水,保持防水层的连续性。
2)粘结性:与基层粘结形成“皮肤式”防水层,即使在水中也能够与构造物牢固粘结在一起,杜绝窜水情况的发生。与各类防水卷材(包括沥青基类、三元乙丙橡胶类、聚乙烯丙纶防水卷材等)都有极好的粘结效果,形成复合防水层。
3)适应性:能够很好地适应结构变形,不会因结构的变形导致防水层的破损。尤其与卷材一起形成复合防水层时,能够吸收基层开裂产生的应力,避免卷材在高应力状态下提前老化甚至断裂,确保了复合防水层的长期完整性。
4)耐化学腐蚀性:不会因地下存在的酸、碱、盐等化学物质而发生性能变化,质量保持在98%以上,抗老化能力强。
5)易施工性:对基层的要求低,无需特殊处理。施工时可刮抹施工,也可喷涂施工,且不管冬季或雨季,均可照常进行施工作业,施工完毕后能立即进行下一道施工工序,无需养护。
6)环保性:性能稳定,无毒、无污染,产品可长期保存,不影响使用性能。
3 防水施工工艺
工程严格按照JGJ 155—2013《种植屋面工程技术规范》[2]进行施工。
3.1 工艺流程
具体施工工艺流程:基层处理→涂刷基层处理剂→加热非固化涂料→细部节点加强处理→非固化涂料施工→防水卷材铺贴→质量验收→隔离层和保护层施工。
1)基层处理:基层表面处理后应坚固、平整、无孔洞和浮浆,凹陷孔洞用1∶2.5水泥砂浆抹平,浮浆、水泥渣等采用打磨机或抛丸机进行打磨处理,转角处做成半径为50 mm的圆角;用扫帚打扫整个基层,再用高压吹风机将浮灰和残留物清理干净,见图2。
2)涂刷基层处理剂:在合格基层上均匀涂刷基层处理剂,涂刷前应将处理剂充分搅拌,涂刷时要求厚薄均匀,不漏底、不堆积,遵循先高后低、先立面后平面的原则。
3)加热非固化涂料:将桶装NRC非固化橡胶沥青防水涂料放入预热脱桶器中加热5 min,再倒入加热罐中加热至液态,见图3。非固化涂料需达到规定的热用温度时才能施工:手工刮涂的加热温度≥120℃,机械喷涂的加热温度≥150℃。
4)细部节点加强处理:阴阳角、平立面转角处等细部节点先进行加强层刮涂、厚度为2 mm,并附上200 g/m2无纺布作为加强层、加强层宽度≥500 mm,待做完加强层后进行大面积施工,确保整体涂层厚度一致。地下室顶板与侧墙交接处、顶板后浇带及顶板与主楼外墙交接处的防水做法,见图4—6。
5) 非固化涂料施工:NRC非固化橡胶沥青防水涂料涂刷有机械喷涂和手工刮涂两种方式,根据施工现场实际情况,立面多采用喷涂的方法,平面多采用刮涂的方法进行施工;非固化涂料涂布厚度为2 mm,涂布率2.6~2.8 kg/m3。手工刮涂时边倒涂料边用刮板左右涂抹,要求涂抹均匀、平整、厚度一致,对于刮涂不到位、露底区域要进行二次刮涂,见图7。
6)防水卷材铺贴:非固化涂料施工达到设计厚度后,进行SBS改性沥青耐根穿刺防水卷材铺贴。铺贴卷材从一头按住,均匀向前铺贴,刮平以赶出气泡,再用压辊反复滚压牢固,做到无空鼓、翘边、褶皱现象,见图8。相邻卷材间搭接长度不小于100 mm,搭接缝采用热熔法施工;与主楼交接处立面卷材应高于覆土300 mm,收口处压条固定并用非固化涂料刷涂密封。
7)质量验收:非固化涂料复合沥青基卷材防水系统的施工质量,主要体现在卷材与涂料的粘结质量和卷材搭接带的密闭质量;卷材与涂料应满粘,剥离时出现拉丝现象,卷材的搭接部位不得出现张口或滑移现象。防水施工完毕立即自检,总包方、监理方参照规范进行验收。
8)隔离层和保护层施工:防水层验收合格后进行隔离层铺设和保护层施工。隔离层干铺耐碱玻纤网格布,保护层则采用70 mm厚C20细石混凝土随打随抹、内配Φ6@200双向钢丝网;绑扎钢筋时应避免钢筋刺穿防水层,混凝土浇筑应充分振捣密实,并保证厚度一致。
3.2施工注意事项
1)NRC非固化橡胶沥青防水涂料施工环境温度为-10~35℃,雨雪天气、5级以上风力条件下不宜施工。
2)冬季施工时,非固化涂料专业加热设备应在施工前提前开启进行预热,以保证施工时非固化涂料达到可施工温度。
3)施工时应按照规范正确佩带劳保用品,防止被加热的涂料烫伤;施工现场应按消防规定配备灭火器材。
4)防水层未设置保护前,应远离火源、污染物、腐蚀物品;严禁穿钉鞋踩踏,避免硬物磕碰、穿刺,造成防水层的破坏。
4 结语
浅谈煤矿掘进巷道的顶板管理 篇11
关键词：巷道顶板管理 措施 改进 优化 监督
中图分类号：TD327 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）10（c）-0169-01
煤矿掘进巷道的顶板事故对煤矿的安全生产会造成很大的影响，因此，为了保障煤矿日常生产安全，就应该进一步加强煤矿掘进巷道顶板管理，采取安全的防护措施。
1 煤矿掘进巷道的顶板事故防范的技术性措施
1.1 对巷道断面进行优化
煤矿掘进巷道应该使用拱形顶板，这样便于施工，还能对巷道围岩的受力情况进行改善，以提高其承载能力。运用图像处理技术对煤矿掘进巷道的弧形底角断面和巷道的直角断面进行比较，然后对它们的受力情况进行计算，以此对巷道断面进行优化。
1.2 对巷道结构进行优化，以免巷道出现冒顶现象
在煤矿掘进巷道中，经常利用支护形式是锚杆和锚索联合的组合拱。组合拱所起的作用是对拱进行加固。组合拱能够承受软弱岩层所施加的重力。还可以使岩体的硬度增加，避免巷道围岩出现变形。
1.3 对支护施工形式进行改善
1.3.1 遵守支护原则
在具体的施工中，必须按照支护的基本原则进行，其中包括：（1）把支护作为设计的基础，运用带压和让压的支护方法;（2）使用强度较高的锚杆，对巷道围岩的受力和受压情况进行控制;（3）将支护作为重点，以防止巷道岩层出现破碎的现象;（4）防止巷道的局部发生的变形现象，导致巷道损坏。
1.3.2 掘进巷道的支护形式
（1）预留煤柱支护。这种形式是比较传统的，由于运输平巷主要是位于巷道的上区，回风平巷主要位于巷道的下区，在巷道的上区和下区中间有一个预留煤柱，使回风平巷能够远离峰值区。这种技术是非常简单的，而且对日常的通风和排水都很有利。但是预留煤柱支护形式也存在着一定的缺陷，要承担较高的支护费用，煤柱易造成损失，对巷道进行维护比较困难。同时煤柱的支撑压力对周围巷道的稳定性还会造成影响，甚至会出现安全隐患。（2）可缩性支架。可缩性支架的实际承载能力受连接件和支架的工作情况影响，在刚性阶段体现出来的是极限承载力，在通常情况下，极限承载力要比实际承载力大。（3）锚杆支护。锚杆对巷道围岩的稳定性起着很大的作用。由于煤矿掘进巷道所处的地质环境有所不同，锚杆所体现的功能也不同。利用锚杆支护主要是为了使巷道岩层更加稳定。如果在煤矿掘进巷道的实际支护过程中，利用单体锚杆不能对巷道进行加固处理，就可以利用组合锚杆的支护形式。
2 煤矿掘进巷道的顶板管理措施
2.1 做好技术方面的工作
（1）做好煤矿掘进巷道地质预测和预报工作。在煤矿掘进巷道掘进之前，应该根据巷道的实际情况，及时编制掘进地质说明书，遇到比较特殊的地质构造时，要对现场进行勘查，然后对相关资料进行整改。此外，煤矿企业还要将掘进区域的地质情况、水害因素进行调查。
（2）做好煤矿掘进作业准备工作。在掘进作业开始之前，必须按照掘进地质说明书等相关地质资料编制作业流程。同时要做好巷道的支護设计，熟悉巷道支护施工的基本流程，以保障施工的质量。在具体作业过程中要注意对顶板层进行监测，避免出现质量问题，如果出现了质量问题，就要追究设计人员、审批人员、施工人员以及验收人员的责任。
当煤质变得非常松软时，或者遇到断层后，应该及时对支护设计进行整改，并且建立技术安全管理制度，组织人员加强学习，确保施工安全和保障施工质量。
（3）对各岗位的工作人员进行严格管理。煤矿企业必须结合实际，建立科学完善的操作流程，组织员工加强操作流程的学习，并且对员工的工作进行定期的检查和考核，督促煤矿掘进工和维修人员能够熟练的掌握施工的操作流程，在工作中锻炼自己的操作技能，进而做到对岗位工作人员的严格管理。
2.2 对现场进行监督管理，保障施工安全
（1）对施工工序进行管理。煤矿企业必须加强对掘进巷道施工现场的管理，督促施工队伍要严格按照施工工序进行，督促各个岗位的员工应该按照作业的基本流程进行施工，及时制止违反施工流程的现象，以保障施工质量。
（2）对施工现场进行检查。煤矿企业必须在企业负责人的带领下，按照相关制度，完成施工任务。加强对施工现场检查，将煤矿掘进巷道的顶板管理工作放在首位，认真检查巷道支护设备，看看设备是否完好，排查安全隐患，采取可行性的防治措施。
2.3 对煤矿掘进巷道进行监测和维护，保障巷道使用安全
（1）对巷道实施监测。对煤矿掘进巷道的顶板进行监测，有利于加深对顶板离层的理解。对掘进巷道实行支护时，应该采用适合掘进巷道的支护形式，同时，要安排专业人员对顶板离层进行观察和记录。此外煤矿企业技术管理人员要定期对顶板下沉进行监测分析，提前采取解决措施，保证巷道使用过程中的安全可靠性。
（2）加强巷道的顶板维修。煤矿企业必须制定煤矿掘进巷道的顶板维修制度，在进行维修之前，必须从巷道的自身实际情况出发，制定技术管理措施，组织维修人员加强学习，并且对维修人员的维修情况进行考核。对巷道的支护进行更换时，要安排专人对维修现场进行监督，监督维修人员使用的维修技术是否适合维修要求，同时还要提高维修人员的安全意识，确保维修人员能够在安全的环境下进行维修实际操作。
（3）对巷道支护材料进行回收管理。当巷道支护材料可以进行回收之前，必须制定技术安全管理措施，在进行回收时必须使用回收专用设备，并且要严格按照相关的技术要求，杜绝违章作业。
2.4 强化安全管理，将各项工作落实
（1）煤矿各个管理部门应该定期召开煤矿掘进巷道的顶板管理会议，对煤矿掘进巷道的顶板管理存在的问题进行详细的分析，并且进行会议讨论，制定相应的预防措施。此外，煤矿管理人员以及煤矿企业员工应该加强学习煤矿掘进巷道的顶板管理知识，并且做好培训，以防止顶板事故的发生。
（2）煤矿企业管理部门应该加强对掘进巷道的顶板管理进行监督，对巷道的支护设计、没有对顶板管理进行检测的，应该进行整改。
3 结语
综上所述，在煤矿掘进巷道的顶板管理进行管理时，必须要有完善的技术措施，为顶板管理提供技术上的保障。顶板管理涉及到的环节较多，要制定全面的管理制度，加强管理，提高管理能力与管理水平，使得顶板事故发生率极大地降低，为煤矿的稳定发展奠定基础。
参考文献
[1] 林大力.煤矿掘进巷道顶板事故预防及断面优化研究[J].现代矿业，2013（4）.
复合顶板控制技术 篇12
该工作面采深440~479.7m, 开采10#C层, 倾角为35~37°, 按走向长壁布置, 工作面倾斜长80m, 煤厚0.9~1.1m, 煤层结构简单, 厚度稳定, 受地质构造影响有变薄现象。煤层为黑色块状长焰煤, 煤质较好灰分不高, 光亮型, 煤层下距10#B煤19m左右, 工作面伪顶厚为0.15~0.5m的炭质页岩, 性脆, 易跨落。直接顶为6.0m厚的砂质页岩, 老顶为3.0厚的砂页岩互层。伪底为0.2m左右的炭质页岩, 直接底为厚2.0m的细砂岩, 灰色长石石英砂岩, 煤层底板处泥质成分多。直接顶抗压强度为￠35.83MPa, 岩石强度指数D=15, 属Ⅱ级2类顶板。煤层顶板柱状见图1。
工作面采用单体液压支柱配HDJB-600型铰接顶梁支护顶板, 柱距0.75m, 排距0.6m最大空顶距3.4m, 最小空顶距2.8m, 采用全部陷落法管理顶板。
2 采场矿压显现特征
2.1 采场顶板的岩性及结构。
复合顶板的一般特性是下软上硬, 容易发生离层, 在软硬顶板之间存在有薄弱面与光滑面, 软硬岩层间的粘结力很小极易分离。当采掘工作进行后, 松软顶板与坚硬顶板的下沉不同步, 因而两层间发生了离层。尤其是在单体柱的初撑力很小时, 离层现象更加突出。荣华煤矿10#C煤层顶板情况, 见图2。
2.2 复合顶板的矿压特征。
经矿压观测:10#C煤层工作面采用走向长壁后退采煤法时, 伪顶随采随落。直接顶初次跨步距为13m, 初次来压步距为18m, 周期来压步距为9~11m, 超前压力影响范围为10m。
采场合理的支护必须能有效的控制顶板的下沉和垮落, 防止离层, 并能对顶板的下滑起阻挠作用, 在复合项板条件下, 若支架的初撑力:
式中:P0—支柱的初撑力, 90千牛/根;H—复合顶板软岩部分的厚度1.3m;P—复合顶板的平均密度, 2.5t/m3;n—支护密度, 2.2根/平方米;a—煤层倾角, 35° (平均) ;u—复合顶板与上层硬顶层面摩擦系数, 取0.45;g—重力加速度, m/s2。
由计算可知:在保证初撑力的前提下, 复合顶板不产生严重离层, 工作面初撑力提高到90千牛/根后, 远大于30.30kN, 可以肯定冒顶区的离层不是由支柱工作性能产生的, 而是支护不及时, 质量低, 支柱受力方向改变, 顶板滑移时推倒支架发生冒顶的。因此单体液压支柱配铰接顶梁支护控制复合顶板的工作面必须保证支护的初撑力和支护质量。
2.3 复合顶板支护分析。
2.3.1 初排支撑力分析。
经观测, 在正常回采阶段, 泵站压力保证18MPa情况下, 工作面初排支柱初撑力都在90kN左右, 能够有效地控制机道顶板过早离层。大部分支柱具有较高的支撑力, 能控制直接顶的运动, 使采场顶板完整。实践证明:在长壁后退式开采工作面初次来压和周期来压期间, 工作面含泥质成分的底板就被压坏, 支柱钻底, 复合顶板被压碎, 使工作面出现漏顶事故。
2.3.2 三量参数分析。
a.试验前 (见表1) , 初排支撑力平均值较小, 而采场范围内载荷量较大。由于现场工人支柱操作的盲目性, 工作面初排支撑力悬殊较大, 支柱进入第二控顶排后受力不均;初排支撑力低易产生直接顶过早离层, 直接顶的重量能较快的施加给采场支柱, 使支柱增阻较快;支柱支撑力在各控顶排变化幅度较大, 在控顶范围内顶板容易出现台阶式下沉, 不利于顶板管理。
顶底板移近量与活柱缩量相差较大, 且变化不平衡。由于采场内支柱受力不均衡, 容易出现支柱顶破顶板或压坏底板的情况;支柱受力不动, 使高载荷支柱附近顶底板移近量较小, 低载荷支柱附近顶底板移近量较大, 从而使顶板不能作为一个整体运动, 出现移近速度不等。
b.试验后 (见表1) , 初排支撑力平均值较大, 而采场范围内载荷量较小。由于使用压力显示注液枪, 使工人消除了操作的盲目性, 做到支柱时心中有数;初排支撑力较高, 对控制机道顶板早期离层较为有利;支柱受力均匀, 能共同承担直接顶施加给支柱的压力。
顶底板移近量与活柱缩量相关较小, 且变化平衡。由于初排支撑力提高, 有利于控制顶底板, 使之基本处于整体运动状态;经观测最大顶底板移近量为72mm, 比试验前的98mm减少26.5%有利于顶板管理。
3 复合顶板控制技术
3.1复合顶板工作面的开拓布置。二采区的开拓布置形式为:沿煤层倾斜方向布置下山绞车道, 沿煤层走向布置顺槽, 上順槽到下順槽80～100m左右一条, 也就是工作面长在80～100m左右。回采巷道不得挑复合顶板掘进, 严禁上下顺槽与工作面锐角相交。
3.2 复合顶板工作面的控制技术。
3.2.1 防止空顶的形成。
由于复合顶板松软、破碎, 顶梁之间易漏顶形成空顶, 使各排支柱成为互不相连的自由体。重支轻护, “支架———围岩”力学系统得不到平衡, 支柱失去作用, 促使顶板进一步破碎、下沉量增大产生离层。若空顶继续发展, 支柱失稳, 则局部冒顶成为可能。实践证明:当工作面出现局部冒顶时, 必须及时处理好冒顶空间, 将冒顶区顶部及两端支护好, 防止顶板滑移。
3.2.2 提高支护质量。
复合顶板的采场支柱要求有足够的初撑力, 以控制上覆岩体挠曲或拉应变的作用在各结构面产生离层。使用单体液压支柱时, 在允许范围内尽量提高泵站的压力, 保证不低于18MPa, 以提高支柱的初撑力, 要保证支柱质量, 支柱要迎山有力, 升紧打牢, 特别要加强第一排支柱的支护质量, 落煤后要及时进行临时支护。
3.2.3 合理设计采场控顶距。
同等条件下, 控顶距越大, 顶板下沉量就越大, 加剧顶板破碎, 恶化支护区的顶板状态, 空顶距越大, 直接顶悬顶越长, 为维护顶板的受力平衡, 支柱反力的合力距支柱越远。工作面机道附近支撑力减少, 复合顶板出露后不能得到有效及时支护离层急剧产生, 给顶板管理造成困难。我矿在复合顶板采场中, 采取了缩小控顶距, 采用4.5排控顶, 以减少机道附近的顶板冒落, 收到良好效果。
3.2.4 窄幅小面与宽幅小面开采技术。
根据复合顶板矿压特征确定的窄幅小面与宽幅小面项结合开采技术。实践证明, 能够避开工作面初次来压与周期来压对工作面控制的威胁, 改善了采场的顶板管理难度, 控制住了复合顶板。
4 结论与建议
4.1 结论。
a.复合顶板控制采用4~5排控顶方案是可行的, 有利于顶板管理。b.提高单体支柱初撑力、加强二次注液是控制复合顶板的关键, 是防止压垮型、推跨型、漏跨型冒顶事故的有力措施。c.压力显示注液枪是保证初撑力提高的有力措施。d.经过实践证明:采用窄幅小面开采技术是控制复合顶板的关键技术。e.复合顶板控制技术是一项综合技术, 开采中必须加强对采场顶底板及乳化泵站、液压支柱的管理, 保证泵站压力18MPa。
4.2 建议。
支柱初撑力提高后, 应对支护系统的支护强度, 支护刚度, 支护密度进行优化。
5 经济效益分析
a.采场支护初撑力的普遍提高, 有效地控制了机道顶板过早的离层, 减少了二次注液工序。b.提高初撑力, 采用窄幅小面开采技术, 防止了漏顶事故的发生, 产量大幅度提高。10#C煤层由日产100t调高到180t, 平均提高效率1.8倍, 日增产80t, 月增产2400t, 采用该技术以来年增产煤炭28800t。c.采用复合顶板控制技术后, 工作面伪顶随采随落现象得到控制。使原煤外在灰分降低, 综合灰分 (外在灰分+内在灰分) 由44%降为19%。并且减少了生产工序, 减轻了工人的劳动强度, 提高了劳动效率, 提高了煤质, 扩大了煤炭销售, 社会经济效益显著。
摘要：本文通过对荣华二采区10#C右二煤采煤工作面矿压显现特征进行研究, 分析了复合顶板工作面的支护状况, 提出了控制复合顶板的有效措施, 经实践收到良好效果。