关于过断层破碎带及说明
TBM穿越断层破裂带施工技术
TBM穿越断层破裂带施工技术摘要：TBM掘进机由于其高效、安全的优越性能，在超长隧洞施工中得到越来越多的应用，但其对地质条件差的围岩较钻爆法适应能力差，遇到不良地质段时难以顺利穿越，容易发生TBM卡机事故, TBM卡机处理费时、费工成为制约 TBM快速掘进的主要因素之一。
本文以新疆TBM项目部的引水工程为背景，详细介绍了TBM穿越断层破裂带带施工。
关键词：TBM 断层破裂带卡机脱困处理引言TBM掘进速度较快，但是目前超长隧洞前期地质勘探不准确，在遭遇较大断层破碎带容易发生TBM卡机事故。
一旦发生TBM卡机事故,采取合适的处理措施与技术使TBM尽快脱困，穿越断层破裂带施工就成为一项重要的工作。
本文总结中铁十六局新疆TBM项目的一次TBM穿越断层破裂带的施工经验，供类似事故处理时参考。
1 工程概况TBM5-1掘进段施工里程146+646-137+840，全长8806m，该段位于阿尔泰山南坡低山丘陵区，地形略起伏、开阔，分布高程678-770m，相对高差约100m，地形为剥蚀丘陵地貌，地形略起伏。
岩性主要为华力西期花岗岩、黑云母角闪斜长岩，次块状-块状构造，岩石中石英含量一般15-25%，岩石坚硬，较完整。
洞内出水主要以裂隙水为主，个别地段存在少量涌水，设计最大出水量约540m³/h。
目前已掘进至138+207.7，剩余363.7m，该段设计岩性为华力西期花岗岩，Ⅱ类围岩，未显示为断层带。
实际揭示围岩为华力西期粗粒花岗岩，肉红色，块状结构，坚硬岩。
桩号138+220至上游处发育一条与洞轴线小角度相交的断层，产状10～15°NW∠60～70°，带宽3.0～5.0m，带内主要为断层角砾岩和碎裂岩，夹少量断层泥，结构松散，影响带宽20～30m，地下水发育，围岩遇水软化作用明显。
断层出现在水流方向右侧边墙撑靴部位，向掌子面方向延伸，此段地下水发育，呈线状流水状态，约10～20m³/h。
过地质构造(断层、破碎带等)技术安全措施
过地质构造（断层、破碎带等）技术安全措
施
过地质构造（断层、破碎带等）技术安全措施
1、巷道是否进入地质构造带由技术部门认定，并按技术要求过构造施工。
2、揭露构造时，若岩性破碎，压力较大，首先撤出迎头人员，退后5米，采取套棚形式由外向里逐棚加密支护，同时把原来不正规的支架全部调整正规。
3、在迎头及后路加固安全情况下，采用风镐挖掘，对应棚梁位置用风镐挖出梁窝和前探梁位置，然后及时移前探梁，待前探梁与正规棚梁固定上劲后，顺序上梁。
4、在护住顶板、肩窝或接实顶板、肩窝下，对应巷道轮廓挖棚腿位置及腿窝，然后架棚。
5、只许一部风镐挖掘，对子棚支护，每次一棚。
6、施工出现冒顶时，冒顶高度不大于800mm，。
采用煤矸充填严实；冒高大于800mm，先充填煤矸800mm，再用水泥背板等物料接顶。
7、接顶前，必须由瓦检员先检查冒落区的瓦斯浓度，瓦斯浓度超过1%时，必须先用压风吹散瓦斯，只有瓦斯浓度在1%以下时方可接顶。
用长钎找掉活煤、活矸，找顶人员必须站在安全支护下进行，待顶板稳定时有序接顶。
8、接顶时，必须由一人接顶，一名有丰富经验的工人
观察顶板并辅助照明，发现异常立即撤人。
9、岩性坚硬风镐无法作业时，必须在按第2条加固好的情况下，放震动炮，再用风镐按第3.4条施工，对于崩歪的支架在挖掘施工前由外向里及时扶正。
10、放震动炮时，相应眼位最大装药量及最大总药量均不能超过正常施工时药量的三分之一。
11、施工中安排专职人员观察顶板及周围情况，解决问题，队长跟班指挥。
过断层破碎带安全技术措施
过断层破碎带安全技术措施过断层破碎带是指在断层附近的岩石层中存在的破碎带，因为其物理性质的特殊性，存在一定的安全隐患。
通过一系列的安全技术措施，可以降低破碎带带来的安全风险，保障工程施工人员、设备和周边环境的安全。
破碎带成因和特征破碎带是指由于构造变形作用及岩石物理性质改变等原因，在地层或岩石中产生的一条或多条规则或不规则的破碎过渡带。
破碎带具有以下特征：1.破碎带一般与构造线相互关联，其走向与断裂面平行或呈定向走向；2.破碎带具有显著的分层性；3.破碎带一般为砂岩或砾岩，并且与隔层不同，其物理力学性质特别脆弱，岩石强度低多孔，伸缩变形能力强；4.破碎带的宽度不等，多在数厘米到一两十米之间，局部可达到几十米。
破碎带带来的安全风险过断层破碎带如果不经过合理的安全措施，在施工中就会发生很多安全事故，如塌方、大型机械掉坑、事故伤亡等。
这些事故对施工人员、设备和占用地的安全影响严重。
以下是破碎带常见的安全风险：1.过断层破碎带在施工中容易引起塌方，一旦塌方发生，不仅会危及施工人员的安全，也会对周边环境造成大量损失；2.大型机械在施工中可能因破碎带导致掉坑，对机械设备的损失不可估量；3.破碎带对施工人员的影响很大，一旦事故发生，不仅施工人员的生命安全受到威胁，还会对施工进度造成极大的影响。
破碎带安全技术措施对于过断层破碎带这种岩石，我们可以通过多种方式来保障施工过程中的安全。
1. 机械防护在施工现场使用专业的大型机械时，应该使用防跌落网和护栏来防止机械掉坑。
同时，在文明施工中，人员和机械应遵循安全规范，保障施工期间各个环节的安全。
2. 加固破碎带如果破碎带的状态不是很糟糕，我们可以通过加固来使其变得更加坚实。
加固的具体措施包括但不限于：1.灌浆补强：通过注入硬化物质或者环氧树脂等物质来提高破碎带的强度。
2.拱架衬砌：在破碎带上方架设钢筋拱架，然后使用加固材料进行衬砌，进而加强岩层的稳定性。
3.钢网加固：铺设钢网使破碎带更加牢固，从而缓解其带来的安全隐患。
主运输大巷过断层破碎带注意事项有哪些
主运输大巷过断层破碎带注意事项有哪些1.地质勘察：在进行主运输大巷设计之前，需要对断层破碎带进行详细的地质勘察，了解断层带的大小、形态、位移等特征，预测出断层带的发育深度和规模，以及断层带对地下水系统的影响等，为设计和施工提供可靠的地质资料。
2.断层破碎带的稳定性：断层破碎带的稳定性是设计和施工的关键。
需要对断层带的岩体进行力学和结构的分析，评估断层带的稳定性，并结合工程需要进行加固和支护设计。
常用的加固和支护方法包括钢筋混凝土衬砌、锚杆锚网加固、岩锚加固等。
3.断层带对主运输大巷的影响：断层破碎带的形成通常伴随着巨大的地应力调整和运动过程，这些过程会对主运输大巷的稳定性和安全性产生重要影响。
需要对断层带的变形、位移和开裂等现象进行监测和预测，并进行相应的安全评估。
如果发现断层带造成的地应力异常和渗水问题，需要及时采取措施进行处理。
4.施工方法选择：在建设主运输大巷过程中，需要针对断层破碎带的特点选择合适的施工方法。
常用的施工方法包括掌子面法、巷道两侧逆向开拓法、竖井矿山法等。
在施工过程中需要根据断层带的特点灵活调整施工顺序和方法，确保工程的安全完工。
5.设备和材料选择：主运输大巷过断层破碎带需要使用特殊的设备和材料。
例如，对于断层带较宽的区段，需要选择具有较大掘进能力的盾构机或隧道掘进机。
对于较狭窄的区段，需要选择合适的人工掘进方式。
此外，还需要选择适合的支护材料和设备，如矿用钢筋混凝土、锚杆和锚网等。
总之，主运输大巷过断层破碎带是一项技术难度较高的工程，需要综合考虑地质条件、断层带的特征和工程建设的要求。
只有确保在施工和运营过程中严格按照相关规范和要求进行，才能确保工程的安全性和可靠性。
浅谈综放工作面过断层破碎带
它对 井下 工作 面生 产 的影 响具 有普遍 性 ， 在工作 面生 产 中 比较 常见 ， 虽然 落差 较大 的断层 在设计 和施 工 中 多 数被处 理 ， 但 回采 过程 中还会 经常 遇到许 多 落差较 小 的隐伏 次生 断层 。 由于断层 附近煤 岩体 破碎 ， 造成
采煤 工作 面不 同程 度 的片 帮 、 冒顶 ， 使 采 煤 工 作 面不 能按 正规 循环作 业 ， 从而增 加 了 回采 的难度 。若 处理 不当， 不仅 严 重影 响生产 ， 还会 造成一 定 的安全 隐患 。
１ 工 作面概 况
将 断层 分析 清楚 ， 如断层 位置 、 产状 、 断层 破碎 带宽 度
及 构造 类型 、 断层 性 质及 其 与 其 它 断层 的关 系 、 派 生 节理产 状 、 密度及 充 填 物等 ， 并单 独 绘 制 平 、 剖面图， 推断断 层 的可能延 伸 方 向及起 始 位 置 ， 列 表 归类 ， 必 要 时用 文字说 明 ， 依此分 析对 回采 的影 响程度 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ９— ２ ２
倾 向、 倾角 、 位置 有关 ， 还 与煤 层本 身 的厚 度 、 倾角 、 顶 底 板条 件 、 断层处 的岩石 硬 度 、 综 放 工 作 面 的推 进 方 向、 生 产条件 （ 割 煤高度 、 推 进 速度 等 ） 等 诸 多 因素 有 关 。这 样就 需要 针对 具 体 条 件 ， 采取 不 同措 施 ， 既 要 寻求普 遍规 律 ， 又要 研究 其 特 殊 性 ， 以此 为 前 提制 定
主运输大巷过断层破碎带注意事项有哪些？
主运输大巷过断层破碎带注意事项有哪些？主要运输大巷于1548.3m处受断层带影响造成围岩异常破碎，1559-1606.9m段已施工巷道来压造成帮顶金属棚严重变形。
当前支护形式由11#工字钢棚改为架设29#U型钢棚支护，并对断层架棚段进行锚注工作，为确保施工安全与质量，那么我们需要什么安全措施呢?今天小编为大家带来了一些相关知识，下面我们一起来看看吧!一、工程概况：1、施工目的：主要运输大巷巷道加强支护。
2、施工地点：主要运输大巷。
二、施工方案：1、施工方案：由1559m处至1606.9m段对原有的工字钢棚两棚之间套入29#U 型钢棚，棚距中对中608mm。
1559m处至1606.9m段套棚完成后，方可继续向前架设29#U 型钢棚，608mm为一个施工循环，直至进入稳定围岩后方可变为原设计支护。
按设计中施工，巷道起伏不得大于±2度。
当工作面围岩稳定后，对所有架棚段进行壁后锚注工作。
2、施工方法：1)、1559m处至1606.9m架棚段采用风镐扩刷。
2)、如果围岩条件允许采用钻爆法施工，采用YT-29A型风锤，φ42㎜一字型钻头打眼，爆破采用煤矿许用毫秒延期电雷管，煤矿许用乳化炸药，MFB-200型发爆器爆破，放炮过程中严格控制装药量，装药量为正常的一半。
如遇围岩特别松软，则采用风镐掘进，装岩采用综掘机装岩，皮带出矸。
3)、通过采用锚注施工工艺，对变形破坏巷道的破碎松散围岩或地压较大的巷道及硐室，采用壁后注浆加固处理以后，使浆液充填和胶结围岩的裂隙，在巷道的外围形成完整的注浆帷幕，并与围岩、锚喷、支护共同形成有效承压组合拱。
由于注浆使得巷道外围组合拱厚度加大，有效地提高了支护结构的承载能力，阻止巷道的变形破坏，从而确保了巷道的长期安全使用的稳固性。
3、工艺流程：(1)套棚喷工序：1559m处至1606.9m段采用架全封闭29#U型钢棚+钢筋网+钢筋砼背板+喷砼支护。
检查后方架棚段的棚子→找线→挖棚腿窝→栽棚腿→上棚梁→校正棚梁、棚腿位置→打棚撑→腰帮、接顶(上钢筋网、充填水泥背板)→初喷→复喷。
巷道过断层破碎带施工技术及安全措施
巷道过断层破碎带施工技术及安全措施摘要：地质构造是矿井巷道开掘施工重要影响因素之一。
其中巷道掘进过程中遇断层破碎带，受构造应力和原岩应力作用，断层构造发育范围内围岩整体性遭受破坏。
在原生裂隙的基础上产生次生裂隙，促使巷道围岩强度降低、易破碎，掘进时围岩矿山压力显现剧烈，导致巷道围岩发生塑形破坏，顶板变形失稳严重，影响矿井的安全生产。
工程实际中应选择合适的过断层方案，并采取有效的支护方案与安全管理措施，以保障矿井巷道在生产过程中安全使用。
关键词：巷道；过断层；破碎带；施工技术；安全措施1工程地质与水文地质概况1.1工程地质概况某铁矿区内断裂构造较发育，纵向断裂有船底山断裂带（F1）和西部断裂带（F2），横向断裂有青山街~豹子山断裂带（F3）及F4~F10等小断裂。
船底山断裂带（F1）出露在背斜轴部，断层角砾呈棱角状，岩屑和硅质胶结，强烈镜铁矿化。
西部断裂带（F2）由南向北落差逐渐减小，沿断裂带有岩脉侵入及较强矿化和蚀变、地温变化相对强烈、赋矿层位出现挠曲。
F3断裂带位于矿区南部，其胶结物为岩屑和硅质，具有强烈镜铁矿化和黄铁矿化的特征，普遍见有重晶石。
成矿后期断裂带主要有F4，F5，F6和F7，为正长细晶岩脉充填，该组断裂破坏矿体，但位移不大。
1.2水文地质概况区内含有第四系全新统孔隙含水层、岩溶裂隙和基岩裂隙含水层等。
在钟姑复式背斜中，次一级背斜构造较发育，使轴部完整岩石破碎，产生裂隙，透水性增强，形成储水构造。
一般单位涌水量为1.849~4.105L/（s•m），渗透系数为1.833~9.91m/d，最大单位涌水量为8.204L/（s•m），渗透系数为10.89m/d。
含水层岩性以黄马青组下段杂色砂页岩为主，两翼岩层透水性有所减弱。
2巷道过断层合理掘进施工与支护技术2.1巷道过断层合理掘进施工技术当断层处围岩非常软弱破碎时，要采取超前管棚进行超前预加固措施和台阶法施工。
首先通过钻孔揭露待掘地段岩层及超前预加固效果，然后在超前钻孔内安装超前管棚，喷浆封闭后再利用超前管棚进行注浆加固，最后在形成的超前管棚结构维护作用下进行巷道掘进和支护施工。
工作面过断层及破碎带安全技术措施
工作面过断层及破碎带安全技术措施北翼采区掘进工作面在推动过程中，会遇到大小不同的断层，在断层四周，煤层变软、倾角变化、淋水增大、顶板比较破裂，在工作面过断层期间应严格执行以下平安技术措施。
1、遇断层时，必需加强断层带的支护密度，将断层带的柱距缩小至500～600mm(+2609水平运输大巷要缩至400～500mm).2、依据现场的实际状况，酌情在切顶线打上戗柱或戗棚加强支护，戗柱要迎着顶板来压的方向戗(正、反、斜戗均可)。
3、必需严格加强断层带及破裂带的顶板插背板，顶上小板必需插背完好，顶板破裂时，顶上小板必需插背严实，消失空顶必需用大料插背接顶，严禁空顶。
4、断层及破裂带打眼放炮时只能采纳密打眼(眼距为600～700mm)，少装药(每个炮眼装1～2个药卷)，放小炮(一次最多起爆顶、底各四个装药眼)的方式进行，或者用十字镐硬挖，严禁大面积放炮。
5、断层及破裂带放炮后必需准时挂支护，并视现场状况酌情每架或隔一打一，打上贴帮柱，打上贴帮柱后方可放下一炮。
6、断层带要分在同一组内作业，并支配责任心强，有阅历的老工人在该段作业，由一名班长亲自指挥并负责该段的平安质量工作，发觉担心全隐患必需马上组织处理。
7、若断层带顶板特殊破裂，煤壁片帮，应采纳大板或方木协作12#工字钢支架密集支护，间距尺寸不大于400mm，大板只能用来挑顶,严禁用来切顶。
8、断层带卧底(挖水沟)时，一次卧底量以300mm为宜，且打柱时柱头应向煤壁倾斜3～5度，以增加支柱的稳定性。
9、断层带支架、回架等必需设专人观侧，并保证后路畅通无阻。
10、班末班队长安检员和质量验收员必需严格对断层带的工程质量进行验收，若发觉不合格品必需准时组织人员整改。
11、断层区域必需保证通道畅通，轨道，材料避开堆在三、四排上，防止冒顶掩埋材料。
12、过断层期间，每班必需有跟班人员在现场值班，把好现场平安关。
13、在工作面上、下班交接时，工作面断层带必需重点交接，不得消失一根不合格支架。
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甘肃平凉天元煤电化有限公司
关于配煤皮带巷、配煤巷检修通道
过断层破碎带情况说明
甘煤一公司五举矿矿建项目部
编制人:张伟
二零一五年一月二十九日
关于配煤皮带巷、配煤巷检修通道
过断层破碎带情况说明
一、工程概况：
1、配煤皮带巷：设计直墙圆弧拱断面，掘高5.1m，掘宽4.7m，采用锚网索喷支护。
巷道设计工程量 ? m。
2、配煤巷检修通道：设计直墙圆弧拱断面，掘高3.2m，掘宽3.2m，采用锚网索喷支护。
巷道设计工程量? m。
二、地质及水文地质概况：
1、配煤皮带巷：
截至2015年1月28日，该掘进工作面迎头现已施工至开口前30m 位置
①开口处断面岩性：受（F1 13°∠60°H=12-20m）断层影响，左帮为
灰黑色泥岩（破碎），迎头断面大部及右帮为灰白色细砂岩。
（详见断面图1）
②施工至开口前15m位置时，迎头全断面已过渡为灰黑色泥岩（破碎），
灰白色细砂岩消失。
（详见断面图2）
③开口（15-30m）位置，迎头全断面均为灰黑色泥岩，与（断面图2）
所示岩性完全一样。
预计剩余施工巷道均受该断层破碎带影响。
④受该断层影响，开口（0-15m）范围内顶板分散出水点有淋、滴水现
象，出水量小于1m3³/h，对巷道施工影响很小;开口（15-30m）范围内顶板无淋、滴水现象发生。
⑤经地质技术员现场实测，目前迎头施工方向岩层倾角约52左右°。
2、配煤巷检修通道：
截至2015年1月28日，该掘进工作面迎头现已施工至开口前9 m 位置。
①开口处断面岩性：，迎头全断面均为灰黑色泥岩（破碎）。
（详见断面图3）。
②受（F2 111°∠65°H=9-12m）断层影响，施工至开口前5m,左帮开
始出现灰白色细砂岩，断面大部及右帮仍以灰黑色泥岩(破碎)为主。
（祥见断面图4）
③开口（5-9m）位置，左帮灰白色细砂岩逐渐向右帮过渡；至开口9m
位置，左帮灰黑色泥岩已经过渡至迎头断面巷中处，右侧断面及右帮仍为灰黑色泥岩（破碎）。
根据该断层走向可知，预计巷道继续向前施工约5m（即开口前14m）将顺利穿过该断层。
（祥见断面图5）④受该断层影响，顶板分散出水点有淋、滴水现象，出水量小于1m3³/h，对巷道施工影响很小。
⑤经地质技术员现场实测，目前迎头施工方向岩层倾角约-35°左右°
三、邻近构造情况：
1、（F1 13°∠60°H=12-20m）断层为目前施工巷道揭露主断层，走向N13°，倾角60°，落差12-20m。
该断层为逆断层，属压扭性断层，一般起到隔水的作用，不会导通强含水层。
2、（F2 111°∠65°H=9-12m）断层为目前施工巷道揭露主断层（F1断层）次生断层，走向N111°，倾角65°，落差9-12m. 该断层为逆断层，属压扭性断层，一般起到隔水的作用，不会导通强含水层。
3、DF13断层：
根据《甘肃省崇信县赤城煤田五举井田勘探报告》显示：该断层是DF10断层的配套断层，位于首采区中部北界附近，走向NW-EW-NE，呈向北弯曲的弧形，总体走向近东西向，断面南斜，倾角61°，落差0-35m，地层断距约8m，东西延展长度约450m。
据本矿井田勘探报告中（煤5-2底板等高线及资源量估算图）显示：DF13断层距施工巷道目前揭露的F1、F2断层直线距离约320m左右。
4、总结：通过比较其距离、断层产状等要素综合分析可知：F1和F2断层与DF13断层无直接关系，为独立发育断层。
四、综合分析：
1、由于F1、F2断层均落差H＞10m（属于落差较大断层），根据资料分析：两断层可由现（+603m水平）延伸至（+638m水平），即意味着+638m 水平的施工巷道也将受其影响，揭露两断层。
2、两断层走向延伸后，极端情况下配煤皮带巷至井底煤仓段继续受该两断层影响为泥岩破碎带，煤仓下口检修联络巷受该断层影响范围为47.3m。
受断层走向摆动影响，实际受影响区域可能有一些变化。
3、根据已掘巷道情况及以往施工经验：
（1）、要求在施工过程中短掘短支，选择科学合理的支护形式。
（2）、加强两帮及顶板支护，做好敲帮问顶工作。
（3）、要求炮后及时支护，杜绝空帮空顶作业。
（4）、顶板出现冒落、垮落现象时，采用U36型钢支架加强支护。
（5）、加强构造异常发育地段的日常水文地质观测，施工中有出水异常征兆必须及时汇报筹建处调度室及地测科。
（6）、加强构造异常发育地段的瓦斯监测监控工作。
（7）、完善排水系统，满足排水需要。
（8）、条件允许情况下，采取物探的形式，进一步探明断层发育情况及断层导水情况。
五、综合分析平面图（祥见后附图）
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