深厚表土立井凍結(jié)施工技術(shù)研究應(yīng)用

張霆+王曉華

摘 要：文章首先簡明扼要的概括了凍結(jié)施工所應(yīng)用的原理，以及深厚表土立井凍結(jié)的施工現(xiàn)狀，然后又通過理論和實際相結(jié)合的方式，對深厚表土立井凍結(jié)施工技術(shù)的應(yīng)用流程進(jìn)行了深入、系統(tǒng)的分析，供各施工單位及有關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：深厚表土立井；凍結(jié)施工技術(shù)；應(yīng)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.088

0 引言

立井凍結(jié)的條件與之前相比變得越來越復(fù)雜，凍結(jié)的范圍和深度都在不斷擴(kuò)大，以凍結(jié)強(qiáng)度降低、擴(kuò)展速度變慢為代表的凍結(jié)問題，引起了有關(guān)人員的重視。因此，對凍結(jié)施工技術(shù)進(jìn)行研究是非常有必要的。

1 凍結(jié)施工所應(yīng)用的原理

對深厚表土立井而言，凍結(jié)施工通常被應(yīng)用于井筒開挖之前，也就是說，施工人員通過對人工制冷技術(shù)的準(zhǔn)確應(yīng)用，將存在于立井周圍的含水地層以及其他穩(wěn)定性較差地層進(jìn)行凍結(jié)，并形成封閉性較強(qiáng)的凍結(jié)壁，用以對地壓進(jìn)行抵抗，同時使立井周圍區(qū)域所具有的地質(zhì)條件在短時間內(nèi)得到更改，為下一階段掘砌工作的開展奠定良好基礎(chǔ)[1]。一般來說，凍結(jié)施工主要的應(yīng)用對象有：松軟泥巖層、裂隙含水層以及不穩(wěn)定沖積層等。

2 深厚表土立井凍結(jié)施工的現(xiàn)狀

2.1 凍結(jié)管出現(xiàn)斷裂

在對深厚表土立井進(jìn)行掘砌的過程中，較易出現(xiàn)的問題之一就是凍結(jié)管的斷裂，導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)的原因主要是，近幾年，隨著立井凍結(jié)深度的不斷增加，施工人員在掘砌過程中不可避免會遇到深厚粘土層，因此，凍結(jié)管斷裂的情況必然會隨之增多。

想要對該問題進(jìn)行有效解決，其核心因素在于對凍結(jié)壁內(nèi)部的溫度進(jìn)行降低，通過對凍土所具有強(qiáng)度的有效提升，實現(xiàn)對井幫變形問題的精確控制[2]。在實踐的過程中施工人員發(fā)現(xiàn)，立井凍實雖然能夠在一定程度上降低凍裂管的斷裂幾率，但該法存在一個較為明顯的弊端，就是施工成本較高。因此，想要應(yīng)用最經(jīng)濟(jì)、有效的方式，完成對凍結(jié)壁所具有強(qiáng)度進(jìn)行提升的工作，施工人員可以視情況對凍結(jié)施工技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用。

2.2 掘進(jìn)段高較易受到影響

掘進(jìn)段指的是尚未經(jīng)過支護(hù)的掘進(jìn)段高度。由于能夠?qū)Χ胃弋a(chǎn)生影響的因素較多，僅僅通過模型無法將施工過程中可能遇到的種種復(fù)雜情況進(jìn)行完全、真實的模擬?，F(xiàn)階段，在深厚表土立井施工的過程中，出現(xiàn)頻率較高的施工方式為工程類比法，大量的實踐經(jīng)驗以及針對凍土所具有力學(xué)性質(zhì)所開展研究工作的成果，都在一定程度上提升了段高選擇的科學(xué)性。對掘進(jìn)段高產(chǎn)生影響的主要因素有以下幾個，分別是：掘進(jìn)速度、凍結(jié)壁內(nèi)部溫度、形成過程以及地壓。

3 深厚表土立井凍結(jié)施工技術(shù)的應(yīng)用流程

3.1 制定方案

應(yīng)用凍結(jié)技術(shù)對深厚表土立井進(jìn)行施工的過程中，施工人員可以根據(jù)實際情況選擇小型挖掘機(jī)和抓巖機(jī)用以輔助施工的開展。一般來說，立井所對應(yīng)掘砌段高約為3.5m，而在凍土進(jìn)行荒徑之前，掘砌段高約為2.5m。在對外壁進(jìn)行澆筑的過程中，施工人員所選用金屬模板高度通常為1.2m。深厚表土立井凍結(jié)施工過程中，常見機(jī)械設(shè)備配置見表1。

3.2 確定參數(shù)

立井凍結(jié)深度需要穿過風(fēng)化帶。如果位于沖基層底部的基巖下方30m處，仍舊存在含水層，此時至少需要伸入不透水基巖的內(nèi)部約10m的位置。因此，在對立井凍結(jié)深度進(jìn)行確定時，施工人員需要根據(jù)實際情況對參數(shù)加以調(diào)整。

3.3 所應(yīng)用工藝

3.3.1 掘進(jìn)

對于深厚表土立井而言，由于其具有表土層厚的特點，因此，想要實現(xiàn)對施工效率的提升，施工人員在進(jìn)行表土段施工的過程中，應(yīng)當(dāng)選擇小型挖掘機(jī)與抓巖機(jī)相配合，用以完成挖掘和裝土的工作。在選擇將挖掘機(jī)和抓巖機(jī)進(jìn)行結(jié)合，用以輔助立井施工的過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)將處于井下的吊桶進(jìn)行交替裝土并提升，這樣做的目的在于保證挖掘機(jī)具有相應(yīng)的作業(yè)空間。

在段高掘進(jìn)的過程中，施工人員首先應(yīng)當(dāng)進(jìn)行小斷面的掘進(jìn)，然后再進(jìn)行全斷面的掘進(jìn)，直至其與設(shè)計段高相符合。在對小斷面進(jìn)行掘進(jìn)時，挖掘機(jī)應(yīng)當(dāng)保證始終垂直于兩喇叭口的連線，且靠近井壁而存在，在施工過程中，與抓巖機(jī)相配合，用以完成吊桶兩側(cè)的同時裝土。另外，在施工過程中，如果遇到塑性較強(qiáng)的粘土，施工人員則應(yīng)當(dāng)應(yīng)用挖掘機(jī)對其進(jìn)行松動，然后再將其統(tǒng)一堆放于窩罐周邊處，下罐之后再應(yīng)用抓巖機(jī)將其裝入相應(yīng)的吊桶之中。

3.3.2 立模

在立模的過程中，施工人員可以選用金屬模板完成外壁的澆筑工作。金屬模板普遍設(shè)有翻轉(zhuǎn)擠壓式的合茬窗口以及雙面刃腳，上述部分的設(shè)置均用以保證合茬區(qū)域的密實和平整。在找平工作面之后，施工人員便可以根據(jù)立井所具有的中心線，對模板進(jìn)行校正，然后開始對混凝土的澆筑。

3.3.3 泡沫板的鋪設(shè)

在段高掘進(jìn)的施工告一段落后，施工人員需要完成泡沫板的固定工作。泡沫板最主要的作用在于對凍結(jié)所產(chǎn)生壓力具有的作用進(jìn)行延緩，以及保溫隔熱，因此，保證泡沫板鋪設(shè)的合理性，可以在一定程度上實現(xiàn)對混凝土澆筑完成的井壁進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的目標(biāo)。

3.3.4 混凝土澆筑

混凝土的拌制工作通常交由地面攪拌站負(fù)責(zé)，而混凝土的下料則需要經(jīng)由底卸式吊桶。當(dāng)裝載著混凝土的底卸式吊桶僅入立井之后，施工人員首先需要將其所裝載的混凝土卸下，并放置在受灰分灰器之中，再完成入模，最后將入模的混凝土進(jìn)行振搗，保證其密實性。

4 結(jié)論

綜上所述，深厚表層立井施工對立井深度、凍結(jié)孔布置情況、凍結(jié)管的防裂控制等方面內(nèi)容都具有一定的要求，文章以制定方案、確定參數(shù)和應(yīng)用工藝作為主要切入點，對深厚表土立井凍結(jié)施工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行了研究，希望可以為相關(guān)工作的開展提供參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛福龍.深厚沖積層大直徑立井凍結(jié)施工技術(shù)[J].煤礦支護(hù)，2013（01）：21-23+38.

[2]王素芳.大斷面深立井井筒凍結(jié)表土段快速施工技術(shù)[J].采礦技術(shù)，2014（03）：33-34+47.