大斷面深立井井筒凍結(jié)表土段快速施工技術(shù)

王素芳

(晉城宏圣建筑工程有限公司， 山西 晉城市 048006)

在大斷面、深立井井筒的施工中，通過不斷的完善和發(fā)展施工技術(shù)，采用先進(jìn)的配套機(jī)械設(shè)施及施工工藝，合理安排勞動(dòng)組織，可以確保業(yè)主和施工單位獲得更多的利益。本文主要在井筒的表土段采用凍結(jié)法，嚴(yán)格按照施工步驟，加強(qiáng)勞動(dòng)組織及機(jī)械設(shè)備的管理，實(shí)現(xiàn)了快速施工，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 工程概況

淮南礦業(yè)集團(tuán)潘一煤礦東區(qū)工程主要包括3個(gè)井筒，分別為主井、副井以及回風(fēng)井，在3個(gè)井筒的表土段都采用了凍結(jié)法進(jìn)行施工。利用永久井架完成井筒的提升工作，要求其凈直徑為8 m，井筒設(shè)計(jì)深度(不含井底水窩)為904.2 m。經(jīng)測(cè)量，表土段凍結(jié)深度為288 m，基巖段的深度為623 m左右。另外外壁的直徑為11 m，壁厚大約為1500 mm，施工中在外壁和井幫之間要求鋪設(shè)泡沫板，并采用強(qiáng)度為C30～C60的混凝土，掘進(jìn)時(shí)將半徑長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為5.5 m。此外，井筒的上部為新生界松散層，下部為石炭二疊系，主要構(gòu)成成分包括鈣質(zhì)粘土、粗砂、細(xì)砂、粉砂以及粘土等，其中粘土的總厚度達(dá)到了113.37 mm，主要特征為吸水膨脹，另外細(xì)砂、粗砂以及粉砂等的總厚度也達(dá)到了79.63 mm。該工程井筒凍結(jié)孔平面布置見圖1。

2 凍結(jié)掘進(jìn)施工

2.1 鎖口施工

在淺水文孔持續(xù)涌水的情況下，通過采用凍結(jié)施工技術(shù)，有效控制涌水量，臨時(shí)進(jìn)行鎖口施工。要求深度設(shè)計(jì)為6 m，內(nèi)外分別砌規(guī)格為370 mm和240 mm的普通磚墻。另外為了避免出現(xiàn)片幫現(xiàn)象，需要采用木板以及立柱等進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)[1]。最后在完成鎖口的施工工作之后，要求次日淺水文孔能夠恢復(fù)正常涌水。

圖1 井筒凍結(jié)孔平面布置

2.2 掘進(jìn)施工

做好凍結(jié)站冷量的分配工作，根據(jù)實(shí)際情況更改循環(huán)方法，確保凍結(jié)能夠和掘進(jìn)進(jìn)行有效匹配，以便于井筒中心的挖掘。在凍土還沒有進(jìn)入荒徑之前，可以分別安排2臺(tái)小型挖掘機(jī)和型號(hào)為HZ-6的中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)進(jìn)行施工，另外設(shè)置3個(gè)大小為5 m3的吊桶，充分發(fā)揮機(jī)械化施工的優(yōu)勢(shì)，以便于快速施工。除此之外還可以采用挖超前小井控水，通過臺(tái)階式掘進(jìn)施工，做好刷幫工作，吊盤副圈內(nèi)布設(shè)一圈54 mm鋼管,均勻布設(shè)20對(duì)閘閥，以此來形成一個(gè)環(huán)狀的供氣體系，保證20臺(tái)風(fēng)鎬可以在不同的區(qū)位上同時(shí)展開施工作業(yè)，進(jìn)一步擴(kuò)展工程施工空間，從而有效改善施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境。

2.3 鋼筋的綁扎

在鋼筋綁扎的過程中要注意將豎筋和環(huán)筋間的排距保持在250 mm×200 mm，通過采用鋼筋螺紋連接套將豎筋和上部位置上的直螺紋接頭進(jìn)行緊固，然后利用18#鐵絲進(jìn)行環(huán)筋的綁扎，要求每一個(gè)接頭上都要有3道以上的扎絲，并保證橫平豎直。

2.4 泡沫塑料板的鋪設(shè)

為了盡量節(jié)約施工時(shí)間，泡沫板的鋪設(shè)可以和鋼筋綁扎工程的施工同步進(jìn)行。泡沫塑料板需要在井幫溫度低于0℃之后進(jìn)行鋪設(shè)，以此來避免井壁出現(xiàn)外壓變形的現(xiàn)象[2]。在釘泡沫塑料板時(shí)可以采用2～4架竹梯，使用長(zhǎng)度為100 mm的鐵釘進(jìn)行固定，確保其能夠緊貼在井幫上，避免澆筑砼時(shí)發(fā)生掉落。

2.5 模板工程

根據(jù)該工程的地質(zhì)特征及凍結(jié)情況，可以在凍土未進(jìn)入荒徑之前選擇2.8 m的高模板，在進(jìn)入荒徑以后則可以改用4.3 m的大模板，注意空幫時(shí)間不得超出24 h，并且井幫位移不得超出50 mm。另外安排3臺(tái)25 t的穩(wěn)車懸吊，升降大模時(shí)一定要注意穩(wěn)車懸吊的同步，避免發(fā)生模板變形。

2.6 外壁砌筑

在外壁砌筑時(shí)為了確保井壁的施工質(zhì)量，主要采用了商品砼進(jìn)行施工，并在砼中添加了適量的NF型高效減水劑。針對(duì)凍結(jié)表土段外壁的施工，主要設(shè)置了3臺(tái)大小為3.0 m3的底卸式吊桶，利用這些底卸式吊桶可以保證砼能夠經(jīng)由自制分砼器及溜槽等順利進(jìn)入大模中進(jìn)行震搗，震搗時(shí)要求同時(shí)開啟6臺(tái)插入式電動(dòng)震動(dòng)器，以此來保證砼能夠分層入模。要求砼震搗密實(shí)后8 h以上方可拆模，避免出現(xiàn)蜂窩等問題。最后在進(jìn)行砼澆筑時(shí)要適當(dāng)?shù)慕档屠淞抗?yīng)，注意要將井內(nèi)的溫度保持在0℃以上，并確保砼的入模溫度高于20℃，如果是在冬季施工則可以用溫度為60℃～70℃的熱水進(jìn)行攪拌[3]。

2.7 井筒支護(hù)

在井筒支護(hù)施工中，需要在地面設(shè)立專門的混凝土攪拌站，安排1臺(tái)型號(hào)為ZL50M的裝載機(jī)負(fù)責(zé)砂石的運(yùn)送工作，另外安排2臺(tái)型號(hào)為PL-1000的二斗配料機(jī)根據(jù)施工方案設(shè)計(jì)配比值進(jìn)行砂、石的調(diào)配，水泥在輸入到攪拌機(jī)之前需要通過電子秤進(jìn)行精確計(jì)量，確保其重量滿足配比要求后經(jīng)由專門的水泥輸送螺旋泵輸入到攪拌機(jī)內(nèi)，同時(shí)開動(dòng)3臺(tái)型號(hào)為JS-750的攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。由三套規(guī)格為159×6 mm的無縫鋼管以及型號(hào)為DX-2.5的底卸式吊桶將攪拌好的混凝土經(jīng)由特制封閉式緩沖溜槽輸送到模板中。注意在輸送過程中在井筒的東側(cè)設(shè)置兩套溜灰管，并在溜灰管的下端分別設(shè)置特制緩沖器，同時(shí)在緩沖器下部連接長(zhǎng)度為10 m、規(guī)格為159 mm的無縫鋼管，另外在井筒的西側(cè)也設(shè)置一套溜灰管，把溜灰管的上口延伸到上層吊盤，下料時(shí)需要使用底卸式吊桶。通過采用該方法能夠避免下料離析問題的發(fā)生，并實(shí)現(xiàn)了混凝土的連續(xù)化施工。

3 勞動(dòng)組織及機(jī)械設(shè)備的管理

3.1 施工勞動(dòng)組織管理

(1) 由于在該工程井筒施工中實(shí)行了項(xiàng)目法管理制度，因此在凍結(jié)掘進(jìn)施工中需要將掘進(jìn)班組和機(jī)電維修班組結(jié)合起來，針對(duì)直接工實(shí)行“四六”作業(yè)制，針對(duì)輔助工實(shí)行“三八”作業(yè)制。另外在掘進(jìn)班組中設(shè)置一個(gè)專業(yè)打眼班，專門負(fù)責(zé)施工中的打眼以及爆破等工作，與此同時(shí)再設(shè)置4個(gè)綜合作業(yè)班，主要負(fù)責(zé)出矸、清底、脫模、砌壁以及注漿等工作，與打眼班進(jìn)行配合施工，實(shí)行滾班作業(yè)，盡可能加快鑿巖速度，并確保鑿巖施工的質(zhì)量[4]。

(2) 所有職工在入崗前均需接受崗前勞動(dòng)技能培訓(xùn)，入崗后要在老職工的帶領(lǐng)和幫助下，盡快進(jìn)入工作狀態(tài)。通過實(shí)踐表明，這種幫帶制度效果良好，例如在鋼筋綁扎過程中，兩周內(nèi)節(jié)省了大約1 h的勞動(dòng)時(shí)間，表土段鋼盤綁扎共節(jié)約4 h。

(3) 施工人員的績(jī)效工資要與施工安全、施工質(zhì)量等掛鉤，以此來調(diào)動(dòng)員工的工作積極性，增強(qiáng)其安全質(zhì)量意識(shí)。通過獎(jiǎng)懲制度的實(shí)施，確保工程施工的正規(guī)循環(huán)，保證每一道施工工序都能夠有序進(jìn)行。

(4) 在整個(gè)工程的施工過程中，要加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)班子及技術(shù)組的監(jiān)督和管理力度，確保工程能夠在既定工期內(nèi)順利完工。

3.2 機(jī)械設(shè)備的維護(hù)和管理

在大斷面深立井井筒施工中，通過將機(jī)械化配套和混合作業(yè)有機(jī)結(jié)合在一起，有利于工程的快速施工。在該工程施工中，主要圍繞凍結(jié)掘進(jìn)、鑿眼、出矸、筑壁及井筒支護(hù)等施工環(huán)節(jié)，采用了先進(jìn)的施工機(jī)械設(shè)備，充分發(fā)揮了這些機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)潛力，促進(jìn)了深井的快速施工。與此同時(shí)還要注重對(duì)機(jī)械設(shè)備的維修和管理，通過實(shí)行包機(jī)保修制，成立由維

護(hù)工人和司機(jī)共同組成的包機(jī)組，盡量在工序轉(zhuǎn)換的空閑時(shí)間或者在平時(shí)作業(yè)休息時(shí)間進(jìn)行設(shè)備檢修，做好機(jī)械設(shè)備的日常維護(hù)工作，保證設(shè)備能夠時(shí)刻保持良好的運(yùn)行狀態(tài)[5]。另外要堅(jiān)持在每循環(huán)施工結(jié)束之后進(jìn)行設(shè)備檢修，針對(duì)設(shè)備檢修情況實(shí)施相應(yīng)的獎(jiǎng)罰制度，以減少輔助作業(yè)時(shí)間。

4 總 結(jié)

在大斷面深立井井筒凍結(jié)表土段的施工過程中，通過采用立井快速施工技術(shù)，加強(qiáng)勞動(dòng)組織及機(jī)械設(shè)備的管理，有效調(diào)動(dòng)了施工人員的工作積極性，同時(shí)還可以充分發(fā)揮機(jī)械化施工的生產(chǎn)潛力，加快了建井的速度，確保了工程施工的質(zhì)量，縮短了礦井建設(shè)工程的總施工工期，獲得了更多的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]李飛越.立井井筒外凍結(jié)法施工壁快速掘砌技術(shù)[J].煤炭工程,2008(01)：45-46.

[2]張世芳,楊小林.深厚表土礦井建設(shè)技術(shù)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2002：161-162.

[3]許舒榮,李長(zhǎng)忠,等.快速高效凍結(jié)技術(shù)在立井井筒凍結(jié)施工中的應(yīng)用[J].建井技術(shù),2007(28)：241-242.

[4]許振龍.顧橋礦南區(qū)回風(fēng)井表土段打鉆、凍結(jié)快速施工技術(shù)[J].水力采煤與管道運(yùn)輸,2009(01)：34-35.

[5]高曉林.立井井筒表土段快速施工[J].建井技術(shù)，2007(05):92-93.