淺析大直徑深立井井筒快速施工技術(shù)

于清亮

【摘 ?要】論文以內(nèi)蒙古伊泰廣聯(lián)煤化有限責(zé)任公司紅慶河煤礦主井井筒快速施工為例，簡(jiǎn)要介紹大直徑深立井井筒施工機(jī)械化配套施工方案、快速施工方法以及施工經(jīng)驗(yàn)。

【Abstract】Taking the rapid construction of main shaft in Hongqinghe Coal Mine of Inner Mongolia Yitaiguanglian Coal Chemical Company Limited as an example， this paper briefly introduces the supporting construction scheme， rapid construction method and construction experience of large diameter deep shaft construction mechanization.

【關(guān)鍵詞】深立井;機(jī)械化作業(yè);快速施工

【Keywords】deep shaft; mechanized operation; rapid construction

【中圖分類號(hào)】TD262 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2020）01-0158-02

1 工程概況

紅慶河煤礦位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗南部，距新街鎮(zhèn)11km，國(guó)道（包頭—茂名）G210高速公路及其輔道從本區(qū)東部通過。

主井井筒深度787.000m（不包括鍋底鋪底厚度），凈直徑9.5m。井深689m以上采用凍結(jié)法施工，689m以下采用普通法施工，井筒支護(hù)方式為鋼筋混凝土雙層復(fù)合井壁或單層井壁（見表1）。

井筒穿過巖層情況：本區(qū)被第四系所覆蓋，井檢孔揭露地層層序劃分為：第四系（Q）、白堊系（K）、侏羅系（J）、三疊系（T）。

井筒水文地質(zhì)情況：區(qū)內(nèi)地下水的水力性質(zhì)及賦存條件的不同，可劃分為松散巖類孔隙潛水含水巖組;碎屑巖類孔隙、裂隙承壓水含水巖組。

井筒涌水量預(yù)算：井筒涌水量預(yù)算僅對(duì)井筒檢查孔揭露的含水巖組為預(yù)算范圍，井筒總涌水量為386m3/d。

2 施工方案

在準(zhǔn)備期內(nèi)完成地面臨時(shí)設(shè)施、鑿井措施工程施工。待凍結(jié)鉆孔施工完成，破除灰土盤施工凍結(jié)溝槽時(shí)，同時(shí)施工井架基礎(chǔ)。待凍結(jié)施工單位檢測(cè)凍結(jié)壁已形成，建設(shè)單位下發(fā)試挖通知后，方可進(jìn)行井筒試挖。施工臨時(shí)鎖口，短段掘砌井筒至井深30m，安裝兩盤，吊掛管線，進(jìn)行井筒的正式掘砌施工。井筒掘砌施工采用立井綜合機(jī)械化配套作業(yè)線，短段掘砌混合作業(yè)方法施工。配備三套單鉤提升系統(tǒng)，座鉤翻矸;表土及強(qiáng)風(fēng)化基巖段采用人工配合挖掘機(jī)掘進(jìn);風(fēng)化基巖和基巖段采用9臂傘鉆打眼，中深孔光面光底爆破，2臺(tái)中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)配合2臺(tái)CX75挖掘機(jī)裝巖;液壓伸縮整體下移式金屬模板砌壁。

凍結(jié)段內(nèi)壁砌筑采用裝配式金屬模板，自下而上連續(xù)砌筑完成。與井筒相連接的硐室開口部分井筒同時(shí)施工。

3 機(jī)械化作業(yè)線配備

在井筒施工中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件，鑿井裝備的選擇以滿足井筒快速施工、保證施工質(zhì)量和安全為原則，盡量配備機(jī)械化程度高的大型設(shè)備，具體配備如表2所示。

4 施工方法

4.1 臨時(shí)鎖口施工

鎖口段施工前，首先根據(jù)礦方提供的井筒十字樁，標(biāo)定井中位置，根據(jù)中心確定凍結(jié)段荒徑位置，然后根據(jù)水準(zhǔn)基點(diǎn)，控制井口高程。

臨時(shí)鎖口絕對(duì)標(biāo)高為+1360.000m，相對(duì)標(biāo)高（±0.000m），設(shè)計(jì)凈直徑12706mm，高度12m，厚度400mm，C40鋼筋砼澆筑。臨時(shí)鎖口在鑿井提升系統(tǒng)形成且凍結(jié)交圈滿足開挖條件后施工，采取短段掘砌，根據(jù)凍土發(fā)展情況，合理選擇模板段高。

掘進(jìn)采用小型挖掘機(jī)直接破土裝罐為主，人工鐵鍬、風(fēng)鎬刷幫為輔。若土層較穩(wěn)定，可采用整體模板砌壁，若不穩(wěn)定，采取井圈背板支護(hù)，防止片幫。

4.2 凍結(jié)段外壁掘進(jìn)施工

根據(jù)凍結(jié)情況合理選擇開挖方案，未凍實(shí)砂土層以挖掘機(jī)抓土為主，先抓取中間罐窩，再抓四周土層，最后人工刷幫至設(shè)計(jì)尺寸。

已凍實(shí)表土層及風(fēng)化基巖段采用9臂傘鉆配YGZ-70型鑿巖機(jī)鑿巖，B25×5000mm六角中空合金鋼釬配Φ55mm十字型合金鉆頭打眼，爆破材料采用防凍水膠炸藥和抗雜散秒延期電雷管，腳線長(zhǎng)度6.5m;采用地面動(dòng)力電源起爆。光面、光底、弱震、弱沖爆破技術(shù)。

4.3 裝巖、提升

抓巖機(jī)抓巖的順序?yàn)椋鹤コ龉薷C—抓取邊緣巖土—抓井筒中間巖土。

采用中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)出矸，挖掘機(jī)清底。布置三套單鉤提升，矸石上井后經(jīng)溜矸槽溜入地矸倉(cāng)，再由自卸式汽車排入工廠指定場(chǎng)地。

4.4 內(nèi)壁套筑施工

在井筒外壁全部施工完畢后，進(jìn)行內(nèi)壁套筑。采用平行作業(yè)方式施工，鋼筋綁扎、澆筑砼平行作業(yè)。內(nèi)壁套筑施工作業(yè)包括：除霜、鋼筋綁扎、立模板澆灌砼。在吊盤下層盤釘塑料板、綁扎鋼筋、澆灌混凝土。吊盤下層盤懸吊的輔助盤作為灑水養(yǎng)護(hù)和拆模工作盤。

模板組立完成操平找正并固定牢靠后即可進(jìn)行砼澆筑施工，砼澆筑時(shí)要對(duì)稱均勻下灰，每澆筑一定高度后，接長(zhǎng)鋼筋，綁扎環(huán)筋，接著組立模板。如此循環(huán)上升，直至套壁施工完成。采用12套1.0m高組合式金屬模板自下而上倒模砌筑。

4.5 與井筒相連硐室施工

4.5.1 尾繩更換硐室

由于凍結(jié)管穿過了尾繩更換硐室，外壁施工過程中與井筒連接的2m硐室與井筒同時(shí)掘進(jìn)，然后進(jìn)行內(nèi)壁套筑時(shí)口部成井，剩余部分待套壁后再進(jìn)行掘砌施工，硐室開口以不破壞凍結(jié)管為原則。硐室的剩余部分采用下行式分層掘進(jìn)，將爆落的矸石用耙斗機(jī)擭入井筒，隨掘隨錨噴作臨時(shí)支護(hù)，并施工錨索進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，待整個(gè)斷面掘出之后，由里向外分段連續(xù)澆筑混凝土，進(jìn)行永久支護(hù)，組合模板砌壁，并預(yù)留鋼筋接茬。完成連接處的掘砌施工。

4.5.2 箕斗裝載硐室施工

采用與井筒同時(shí)施工法。當(dāng)井筒施工到硐室位置時(shí)，采用分層自上而下施工，根據(jù)硐室高度分三個(gè)分層，上室為第一層，中室為第二層，下室及底部為第三層[1]。整體掘進(jìn)，到第一分層底板時(shí)，開始澆筑混凝土。硐室掘出后，先進(jìn)行錨網(wǎng)噴+錨索一次支護(hù)，確保頂幫安全。永久支護(hù)時(shí)先綁扎鋼筋，然后組裝墻體及拱部模板，硐室模板與井筒模板同時(shí)組立，并留出鋼筋接頭，施工中要保證澆灌砼工作的連續(xù)性。

5 施工經(jīng)驗(yàn)

①機(jī)械化作業(yè)線：井筒施工裝備了以三個(gè)提升絞車、大吊桶、大模板、新型傘鉆、座鉤式自動(dòng)翻矸、中型挖掘機(jī)、中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)、汽車排矸為主體的立井機(jī)械化配套作業(yè)線，綜合施工機(jī)械化程度高。

②先進(jìn)的施工工藝：傘鉆鑿巖，實(shí)施中深孔光面爆破，合理設(shè)計(jì)爆破參數(shù)，以提高炮眼利用率和循環(huán)進(jìn)尺。井筒凍結(jié)段外壁和基巖段均采用短段掘砌混合作業(yè)，液壓自動(dòng)脫模，整體移動(dòng)式金屬模板砌壁，內(nèi)壁套砌采用組合模板，多層吊盤平行作業(yè)，連續(xù)不間斷施工。

【參考文獻(xiàn)】

【1】崔云龍.簡(jiǎn)明建井工程手冊(cè)[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.