【背景资料】
某煤矿设计产能180万t/a，工业广场内布置主、副立井井筒，工业广场外3.5km布置回风立井井筒。陈老板承接了该工程，主井井筒净直径7.5m，井深850m。合同工期约定在4月15日-10月15日共计6个月完成立井施工，工期非常紧张，表土段和风化基岩拟采用冻结法施工，井壁结构为双层钢筋混凝土复合井壁；外壁厚450mm，内壁厚500mm；夹层铺设聚苯乙烯泡沫板。基岩段采用普通法施工。井筒检查孔资料表明，该井筒从上向下需穿过冲积层425m、风化含水基岩125m（稳定性较好，预计涌水量15m³/h）、稳定基岩300m。主井冻结段设计采用双层井壁，外层井壁施工完成后施工内层井壁。并给出了冻结孔平面布置图1。
冻结钻孔工期：92天；积极冻结48天实现冻结壁交圈。

图1冻结平面布置图
事件1：施工单位编制了主井井筒的冻结施工方案，经项目经理同意后，开始实施冻结。
事件2：施工组织设计中要求：冻结孔钻进过程中每40米测斜一次，采用灯管测斜；偏斜超过规定要及时纠偏；钻孔至200m时进行测斜，并形成了相关的结果及图纸，偏斜率为4‰，施工单位认为，偏斜率符合要求，继续进行施工。
事件3：盐水系统采用氯化钙盐水，积极冻结盐水温度控制在-28℃～-30℃。为了保证冻结质量，施工单位随时观测和记录冻结深度、盐水温度等参数。并布置了2个测温孔观测相关数据。
事件4：具备开挖条件后，施工单位首先试挖了3m，满足要求后开始正常施工，对于土层坚硬地段，采用放小炮对土层松动，严禁大药量爆破，防止震裂冻结壁，炮眼距离冻结管保持1m的安全间距。掘出一段，立即绑扎钢筋、架设模板，浇筑外层井壁C40钢筋混凝土；冻结段施工完成后，施工单位开始施工内壁，内壁完成后，施工单位停止冻结，进入基岩段的正常作业。
【问题】
1.图1中13、16、17分别代表什么？
2.针对事件1，施工单位应该具体采用哪种冻结方案及理由？
3.聚苯乙烯泡沫板的作用是什么？内层井壁施工有什么要求？
4.针对事件2有哪些错误，如何改正？测斜成果应形成哪些图纸？
5.事件3中冻结参数还有哪些？测温孔的布置有什么要求？
6.改正事件4中的错误做法。

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参考答案

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答案解析

1.13-冻结孔；16-水文观测孔；17-测温孔；
2.（1）应采用差异冻结（长短管冻结）。短冻结管应穿过冲积层，长冻结管应穿过含水层进入不透水稳定基岩
理由：冲积层以下基岩风化带厚度较大且围岩稳定性较好
3.（1）可解决由冻结压力、膨胀压力和温度应力等所引起的井壁破坏问题，达到防水、高强、两层井壁间可滑动三方面的要求。
（2）内壁在通过冻结段后采用滑模自下向上一次施工到井口。在冻结壁维护期（消极冻结期）施工，混凝土的入模温度以15℃为宜；低温季节施工时的入模温度应不低于10℃。
4.（1）错误一：冻结孔钻进过程中每40米测斜一次，采用灯管测斜；
改正：应不超过30m测斜一次，100m以内采用灯管测斜，超过100m用陀螺仪测斜。
错误二：200m时进行测斜，偏斜率为4‰不符合要求。
改正：要求在冲积层偏斜率不宜大于3‰，且相邻两个钻孔终孔的间距不得大于3.0m；实际测斜结果不满足要求。
（2）应通过冻结孔测斜结果绘制冻结孔偏斜分层平面图和冻结孔偏斜总平面图及各水平冻结壁预想图（交圈图）。
5.（1）井帮温度、主冻结孔相邻孔间距、冻结壁厚度和平均温度等。
（2）温度观测孔应布置在相邻两个冻结孔孔间距最大的冻结壁界面上。冲积层大于300m时，不应少于3个温度观测孔；
6.（1）冲积层试挖阶段不宜大于2m；
（2）周边眼与冻结管的间距不得小于1.2m。
（3）停止冻结的时间由建设、冻结、掘砌和监理单位根据冻结温度场观测资料共同研究确定

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1 【背景资料】
山西某单位承接了煤矿的东翼副斜井开拓工程，东翼副斜井承担东翼盘区人员、辅助运输功能；斜井总长度3451.61m，其中TBM掘进段2510.6m，剩余为炮掘段，2025年11月TBM段全部贯通，定制了敞开式硬岩TBM，开挖直径6.93m，整机长度93m，整机重量700t；搭载机载超前钻机、连续皮带出渣系统，防爆改造适配煤矿井下瓦斯环境。
该斜井穿越砂岩、泥岩互层破碎带、局部煤层，围岩软硬交替，存在裂隙涌水、局部破碎坍塌风险；局部地段围岩稳定性差，不能长时间空顶。支护采用锚喷支护，斜井存在下坡，排水、排渣难度大。
在施工中重点关注几个问题：
（1）护盾隔离掌子面，杜绝空顶作业，掘进与锚网喷支护并行作业；
（2）长距离斜井连续皮带出渣，优化排水系统，解决下坡涌水排涝难题。
（3）按照规定进行探放水，对于资料不详细的老空区，严格按照《煤矿防治水细则》的规定进行钻探。机载钻机每次钻探深度为100m。
经济技术指标：
单日最高进尺为24.1m，最高月进尺为450m。传统炮掘同地层月进尺一般80-120m，TBM效率提升3-4倍；巷道圆形成型，围岩扰动小，后期维护量显著降低。
施工的第三个月，当月完成了360m的巷道，监理单位组织施工单位质量负责人对当月巷道进行验收，在进行巷道规格检验时，按照要求选择了检查点测点，均满足要求。
【问题】
1.本工程采用的TBM掘进机掘进巷道有什么特点？
2.软弱破碎围岩掘进时，为了防止冒顶，应该采取什么措施？
3.在第三个月巷道进行巷道规格检查时，检查点及测点如何选择？
4.对于资料不清的老空区探水有什么要求？钻探的允许掘进距离为多少？

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2 【背景资料】
某施工队承担了主斜井井筒施工任务，井筒总斜长2018.80m，倾角15°；直墙半圆拱断面；
井筒净宽6.0m，净高5.2m，净断面26.33m²；掘进断面39.2m²；
井筒施工分段划分为：
①0～42.5m：表土明槽开挖段（表土浅部），C50钢筋混凝土支护；
②42.5～548.0m：表土及风化基岩暗挖段（表土+风化基岩），采用C60钢筋混凝土支护；
③548.0～2018.80m：基岩段，普通钻爆法施工，采用锚喷支护，喷射混凝土强度为C25；
施工组织设计中明槽段施工要求如下：
①0～42.5m明槽段（表土段）施工：采用大台阶分级放坡开挖，边坡坡度1∶1.25；分层高度4m，设置平台；坡面喷射C20混凝土护坡，防止雨水冲刷边坡垮塌。
②明槽井口设置钢筋混凝土锁口，锁口结构与外层井壁浇筑为整体；锁口承担井口侧向土压力，防止井口滑移。明槽施工完成后，待混凝土强度达到设计强度的50%后对明槽两侧进行回填分层夯实，回填土分层厚度300mm。
③为了防止井筒变形过大造成井壁开裂，在明槽与暗挖段交界处留设了施工缝。
④在明槽开挖后监理工程师发现迎脸未进行防护，要求施工单位进行整改。
⑤表土段施工过程中，施工单位按照要求留设了混凝土试块，在表土暗挖段留设的其中一组三块混凝土试块强度分别为64Mpa、66Mpa、72Mpa。
⑥表土段采用木模板及泵送混凝土进行浇筑施工，保证了混凝土的浇筑质量。
为深入贯彻落实《中共中央办公厅、国务院办公厅关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》，深入推进矿山智能化建设，促进矿山安全发展。矿井建设全过程落实智能化，从矿建施工阶段就部署5G、工业环网、感知设备，建成后实现采掘、运输、通风、排水、供电、安全监测全系统智能化。
【问题】
1.施工组织设计中，明槽段有哪些错误之处，如何改正？
2.针对监理提出的问题，明槽段迎脸有哪些防护措施？
3.表土段施工应制作多少试块？对给出的试块强度进行评定。
4.矿业工程智能建造的关键技术还包括哪些？（至少写出3项）
5.对于木模板及泵送混凝土有什么要求？

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3 【背景资料】
某矿建施工单位承担了一斜井井筒的施工任务。该斜井井筒净断面面积21㎡，斜长850m，倾角15°。表土段长度35m，设计采用钢筋混凝土支护；基岩段设计采用锚喷支护，其中在斜长650〜680m的岩石破碎地段采用锚喷网和U型钢联合支护。
施工单位在基岩段采用钻眼爆破法施工，布置炮眼52个，平均深度2.5m，采用两臂凿岩台车钻眼，凿岩机钻眼速度为300mm/min，布置矿车进行提升运输，利用管路输送混凝土进行工作面喷射施工作业，采用潜水泵加卧泵接力排除工作面积水。为确保施工安全，按相关规定布置有防跑车装置。
在斜井施工达到斜长645m处，施工单位停止了施工，进行工作面探水作业。因实际探明的涌水量较小，于是施工单位即按通过岩石破碎地段的方案继续向下施工。该方案采用先挖后支，人工挖掘，每进尺1.2m后立即架设金属网和U型钢支架，在完全通过破碎带后集中进行该段巷道的锚喷支护作业。某日中班工作面爆破之后，发现有两架支架倾斜，于是安排人员对支架进行修复。
后续施工单位在施工的时候调整了施工工艺，为了保证及时支护，对于松软破碎带，首先打设锚杆，然后初喷混凝土覆盖，架设U型钢支架也紧跟工作面，U型钢架设后立即复喷覆盖，但一周后出现了混凝土开裂的现象。监理认为支护强度不足，要求后续巷道工字钢支架进行支护。
【问题】
1.计算每个循环钻眼所需时间（写出计算过程，取整数）。
2.该斜井通过岩石破碎带的施工方案存在哪些不妥之处？说明理由。
3.工作面采用U型棚支护有哪些施工要点？
4.对于工作面支架倾斜进行修复有哪些要求？
5.监理单位的观点是否正确？可能是哪些原因造成的混凝土开裂的？如何针对性地改正。

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