立井井筒过深厚膨胀粘土层快速施工技术
来源:用户上传
作者:
【摘要】本文对立井井筒过深厚膨胀粘土层快速施工方案与施工方法进行了讨论，并对劳动组织及机械设备的管理进行了探讨，以供参考。
【关键词】粘土层；快速施工；方案；施工技术
中图分类号：TU74文献标识码： A
一、前言
某风井井筒采用立井开拓方式，风井井口设计标高为+24.0m，井筒深度为1030.5m，净直径7.5m，其中冻结深度389m。根据甲方提供的风井井筒地质预想柱状图，标高-156m～-299m段为特厚粘土段，上部为棕黄色，灰绿色夹棕黄色，粘塑性较差，中间含有少量砾石。下部多为棕黄色-灰绿色，粘塑性和膨胀性较差，局部含有粉细砂质、钙质团块及少量细砂质。本文针对该粘土层进行快速施工技术的探讨。
二、施工方案及工艺的确定
1、施工方案
井筒设计为钢筋砼井壁结构。 外壁采用短段掘砌施工方案，整体金属下行模板砌壁， 掘砌段高为 2.5/4.0m （表土段段高2.5m），内壁采用金属装配式模板自下而上一次套内壁施工。
2、施工工艺
（1）掘进。 采用 SJZ-8A 型伞钻配 YGZ-70 型凿 岩机凿岩，B25×5 000mm 六角中空合金 钢钎配 Φ55mm 十字型合金钻头 打眼，爆破材料采用防冻水胶炸药和抗杂散秒延期电雷管，脚线长度 6.5m。 采用光面、光底、弱震、弱冲爆破技术，井筒冻结基岩段采用立井机械化快速施工工法进行施工， 该工法已被建设部评为国家级工法。 应用该工法施工，有利于提高工人的操作技术水平及实现正规循环。
（2）装岩排矸。 采用挖机配合 中心回转抓岩机出矸装 罐，小型挖掘机清底。 布置两套单钩提升，矸石上井后经溜矸槽溜入地矸仓，再由自卸式汽车排入工广指定场地。
（3） 砌壁。 双层井壁段外壁采 用整体金属下行刃脚模 板 砌筑，模板由直模和刃脚两部分组成，刃脚通过手拉葫芦与模板连接（另配 6 根保险绳），模板由地面稳车悬吊。 模板段高根据围岩稳定性及冻结情况合理确定，采用 4.0m 施工段高砌壁。外壁模板的施工工艺：在工作面掘够一个施工段高找平后，校正刃脚、绑扎钢筋，再用砂子回填竖向钢筋的搭接部分，最后落模板找正、浇灌砼。
砼由地面搅拌站配制， 根据不同深度井壁砼强度设计的要求，及时调整配合比。 砼输送采用底卸式吊桶接砼下井，吊盘上设接灰槽，经吊盘下悬吊的钢丝铠装耐磨胶管对称入模。 入模砼采用插入式震动棒通过合茬窗口进行分层振捣。 每段砼浇筑时，均应进行砼的入模温度及坍落度控制。井壁竖筋可采用直螺纹机械连接，并严格按照《钢筋直螺纹接头技术规程》标准执行。 环筋采用搭接连接。砼入模每次浇筑混凝土厚度不得超过 300mm， 振捣分布间距一般为 300～400mm，不得有漏振和震动棒碰撞钢筋的情况。
三、施工方法
特厚粘土段，应根据以往井筒施工特厚粘土层的经验，坚持“先让后抗、抗放结合”的原则，采取切实可行的施工方案。
1、合理科学的组织施工，尽量减少井帮暴露的时间，井帮暴露的时间控制在18小时以内，并根据特厚粘土段的实际检测井帮位移、底鼓情况，如出现特殊不利施工情况时，及时进行段高的调整，即由3.7m缩短为2.2m，根据施工信息和实测数据指导施工，确保施工的安全和工程质量。
2、掘进时，先挖中心超前小井，使井筒中心的超前小井低于工作面1m以上，采取倒台阶式挖掘，释放部分井帮压力和特厚粘土的膨胀力，并将井壁的少量淋水采取截水槽的办法将水引至中心超前小井内排出地面，减少特厚膨胀粘土遇水膨胀的可能性。当掘进深度挖掘1m～1.5m时开始开帮，井筒掘进半径放大100mm，并预留部分井帮位移量和底鼓量。根据实测数据进一步指导施工，确保施工过程中的安全。
3、在井筒周围挖掘11个竖向卸压槽。高度和段高相同，宽度为300mm，深度为200mm，内部充填δ=50m泡沫板（或苇子），卸载深厚粘土的膨胀应力，减免混凝土早期强度低时膨胀应力对钢筋混凝土井壁造成破坏。井帮与外壁之间铺设泡沫板，由于该特厚粘土遇水膨胀，在井帮与泡沫板之间铺设一层PVC薄膜。防止混凝土的多余水分渗入井帮，造成深厚粘土遇水膨胀，造成膨胀压力增大。
4、实测井帮位移及底鼓量，过特厚粘土段期间，每模开帮后必须及时测量井帮位移和底鼓量，并做好记录，及时上报，当发现特殊情况时，及时通知建设单位和监理单位，采取相应的对策，如：扩大井帮开挖荒径，缩小段高等。实测冻土的扩展速度和井帮温度的情况，冻结单位设专人测定每段高的井帮温度及冻土扩展速度，并及时进行通报我单位技术股。
5、冻结单位在冻结站安设盐水预警装置，及时发现盐水泄露，提前将辅助冻结管的去回路的胶管全部卡住，一旦井下冻结管断裂，首先停止盐水循环，将冻结沟槽内的辅助胶管全部卡住，一旦有断管要及时确定孔号，并对其进行处理。安设专人24小时对盐水的水箱情况进行观测。强化冻结，粘土层井帮温度必须达到-10℃以下。
6、特厚粘土段外壁采用短段掘砌混合作业方式，配备足够的人力进行强行挖掘，确保冻结壁暴露时间控制在18h之内。加强对已浇筑混凝土七天后的观测，发现裂缝或其它情况要及时汇报有关单位，采取措施进行补救。
7、在钙质粘土层施工时，当井壁位移过快或膨胀过大时，沿井壁11个方向挖段高为2200mm，排距为500mm、宽300mm、深200mm竖向卸压槽进行卸压，外壁与井帮之间架设井圈、采用700×100×50mm木背板背实，并作为永久支护的一部分，上下段高的卸压槽错开方位。
四、劳动组织及机械设备的管理
1、施工劳动组织管理
(1) 由于在该工程井筒施工中实行了项目法管理制度，因此在冻结掘进施工中需要将掘进班组和机电维修班组结合起来，针对直接工实行“四六”作业制，针对辅助工实行“三八”作业制。另外在掘进班组中设置一个专业打眼班，专门负责施工中的打眼以及爆破等工作，与此同时再设置 4 个综合作业班，主要负责出矸、清底、脱模、砌壁以及注浆等工作，与打眼班进行配合施工，实行滚班作业，尽可能加快凿岩速度，并确保凿岩施工的质量。
(2) 所有职工在入岗前均需接受岗前劳动技能培训，入岗后要在老职工的带领和帮助下，尽快进入工作状态。通过实践表明，这种帮带制度效果良好，例如在钢筋绑扎过程中，两周内节省了大约 1 h 的劳动时间，表土段钢盘绑扎共节约 4 h。
(3) 施工人员的绩效工资要与施工安全、施工质量等挂钩，以此来调动员工的工作积极性，增强其安全质量意识。通过奖惩制度的实施，确保工程施工的正规循环，保证每一道施工工序都能够有序进行。
(4) 在整个工程的施工过程中，要加强领导班子及技术组的监督和管理力度，确保工程能够在既定工期内顺利完工。
2、机械设备的维护和管理
在大断面深立井井筒施工中，通过将机械化配套和混合作业有机结合在一起，有利于工程的快速施工。在该工程施工中，主要围绕冻结掘进、凿眼、出矸、筑壁及井筒支护等施工环节，采用了先进的施工机械设备，充分发挥了这些机械设备的生产潜力，促进了深井的快速施工。与此同时还要注重对机械设备的维修和管理，通过实行包机保修制，成立由维护工人和司机共同组成的包机组，尽量在工序转换的空闲时间或者在平时作业休息时间进行设备检修，做好机械设备的日常维护工作，保证设备能够时刻保持良好的运行状态。另外要坚持在每循环施工结束之后进行设备检修，针对设备检修情况实施相应的奖罚制度，以减少辅助作业时间。
五、结束语
总之，通过快速施工技术的应用大大提高了施工效率，保证了施工安全，为工程的顺行提供了保证。
参考文献
［1］ 李飞越． 立井井筒外冻结法施工壁快速掘砌技术［J］． 煤炭工程，2012,25(01):45-46．
［2］ 张世芳，杨小林． 深厚表土矿井建设技术［M］． 北京:煤炭工业出版社，2013
［3］ 许舒荣，李长忠，等． 快速高效冻结技术在立井井筒冻结施工中的应用［J］． 建井技术，2014,1(28):241-242．
转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-6674353.htm
