烏蘭副井破井壁施工馬頭門(mén)技術(shù)

趙 靜

（中煤第七十一工程處，安徽 宿州234000）

1 工程概況

烏蘭礦副立井井筒設(shè)計(jì)凈直徑為Φ9.0m，井口標(biāo)高為＋1555.601m，副立井掘進(jìn)至＋924m標(biāo)高遇含水層，通過(guò)采取注漿措施后井筒堵水效果甚微，仍無(wú)法穿過(guò)，為使井筒、馬頭門(mén)及井底車(chē)場(chǎng)等避開(kāi)含水層，并布置在穩(wěn)定的巖層中，根據(jù)建設(shè)方要求，將＋910m水平馬頭門(mén)標(biāo)高提至＋964m標(biāo)高，井筒實(shí)際施工至＋924m，現(xiàn)井筒已施工至＋934m（包括施工止?jié){墊7.5m和封底砼2.5m），因此需要對(duì)現(xiàn)有素砼井壁（＋955m～＋980.5m）進(jìn)行破壁施工，共計(jì)破壁長(zhǎng)度為54m，并施工馬頭門(mén)10m、管子道3m。

井筒實(shí)際穿越的地層，由老至新依次為：石炭系土坡組（Ct）、石炭～二疊系太原組（CPt）和新生界第四系（Q）。

2 馬頭門(mén)技術(shù)特征

馬頭門(mén)斷面為直墻半圓拱型，凈寬6500mm，凈高為6500mm，拱高3250mm，墻高1400～3250mm，本次施工自井筒向里各施工5.0m。連接處支護(hù)形式為錨網(wǎng)噴＋錨索＋雙層鋼筋砼聯(lián)合支護(hù)，鋼筋砼支護(hù)厚度為500mm，砌砼強(qiáng)度等級(jí)為C35，噴射砼強(qiáng)度等級(jí)為C20。錨桿采用Φ20mm×2000mm左旋無(wú)縱肋螺紋鋼樹(shù)脂錨桿，錨桿間排距800mm×800mm；錨索采用Φ17.8mm×7300mm鋼絞線(xiàn)制作，間排距3000mm×3000mm；金屬網(wǎng)采用Φ6.5mm×2500mm×1000mm鋼筋制作，網(wǎng)孔100mm×100mm；鋼筋采用Φ20mmⅡ級(jí)螺紋鋼（20MnSi），間排距250mm×250mm，聯(lián)系筋為Φ10mmⅠ級(jí)光圓鋼筋，環(huán)向筋搭接長(zhǎng)度700mm（35d），內(nèi)外鋼筋保護(hù)層厚度50 mm。為取得良好的防水效果，減少滲水對(duì)鋼筋和混凝土的腐蝕作用，砌碹及噴射所用的混凝土中的水泥均選用普通抗硫酸鹽水泥，并在支護(hù)砼中摻入JQ－HPC60型井筒專(zhuān)用高性能混凝土外加劑。

3 破除井壁施工方案

1）破壁施工井筒標(biāo)高＋955m～＋961m，自下向上破壁施工6m，2m為一循環(huán)爆破高度，打眼深度為0.8m，破壁后及時(shí)對(duì)圍巖進(jìn)行錨網(wǎng)支護(hù)，破壁8m施工完成后，采用HZ－6中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)將井筒內(nèi)矸石排出；對(duì)破壁后的8m進(jìn)行鋼筋綁扎，澆筑混凝土，第一次澆筑2.5m。第二次澆注2m，兩模澆筑完成4.5m，預(yù)留1.5m的爆破安全距離。

2）加工三層吊盤(pán)，三層吊盤(pán)凈徑為8100mm，三層吊盤(pán)為施工盤(pán)。

3）待三層盤(pán)加工完成后，在工作面進(jìn)行組裝，三層盤(pán)與二層盤(pán)連接好后，利用三層吊盤(pán)對(duì)井壁＋955m～＋961 m進(jìn)行打眼爆破，每循環(huán)爆破高度為2m，二個(gè)循環(huán)爆破完成后對(duì)井壁進(jìn)行綁扎鋼筋澆筑一模2.5m（高度超過(guò)4m后連模澆注），直至施工至＋964m馬頭門(mén)搖臺(tái)基礎(chǔ)底板（＋961m）。

4 馬頭門(mén)施工方案

1）對(duì)馬頭門(mén)進(jìn)行撥門(mén)開(kāi)口施工，采取先拱后墻的掘進(jìn)順序，東西分別向里掘進(jìn)5.0m，采取一炮一錨一噴支護(hù)原則，炮后及時(shí)對(duì)拱部及墻體進(jìn)行錨網(wǎng)噴加錨索支護(hù)，每炮循環(huán)進(jìn)尺1.7m。

2）掘進(jìn)搖臺(tái)基礎(chǔ)，掘進(jìn)完成后對(duì)馬頭門(mén)及瑤臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行綁扎鋼筋、支碹骨，自下而上拉模將該段井筒及馬頭門(mén)進(jìn)行整體澆筑。

5 施工工藝

5.1 井壁爆破

井壁爆破采用YT－28型氣腿式風(fēng)動(dòng)鑿眼機(jī)4部，配B 22mm中空六角鋼釬，采用Φ42mm一字型合金鋼鉆頭鉆眼。炸藥選用三級(jí)煤礦許用乳化炸藥，規(guī)格Φ35mm×200mm，重量0.2kg／卷。雷管選用煤礦許用毫秒延期電雷管，最后一段的延期時(shí)間不超過(guò)130ms。爆破母線(xiàn)為銅芯電纜線(xiàn)。采用串并聯(lián)聯(lián)線(xiàn)方式，爆破前采用爆破網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)通儀進(jìn)行導(dǎo)通試驗(yàn)。采用FDB－200L型起爆器爆破。

馬頭門(mén)施工時(shí)按標(biāo)定眼位先在巷中沿中線(xiàn)方向打一標(biāo)準(zhǔn)眼，插入炮桿導(dǎo)向，準(zhǔn)確掌握打眼角度和深度。撥門(mén)施工加密布置周邊眼，實(shí)行預(yù)留光爆層2次爆破或留出周邊眼不放，炮后用手鎬刷掘，以減少對(duì)圍巖的破壞，保持巖體穩(wěn)定性，馬頭門(mén)段施工循環(huán)進(jìn)尺為1.7m，保證安全施工。馬頭門(mén)炮眼布置見(jiàn)圖1。

5.2 支護(hù)

施工段馬頭門(mén)一次支護(hù)形式為錨網(wǎng)噴加錨索支護(hù)，二次支護(hù)形式為雙層鋼筋混凝土支護(hù)。馬頭門(mén)斷面較大，設(shè)計(jì)采用掛網(wǎng)錨噴＋錨索＋Φ20mm雙層鋼筋砼砌碹聯(lián)合支護(hù)，鋼筋砼砌碹厚度為500mm，錨噴厚度為100mm；管子道設(shè)計(jì)采用錨網(wǎng)噴＋Φ20mm雙層鋼筋砼砌碹聯(lián)合支護(hù)，鋼筋砼砌碹厚度為400mm，錨噴厚度為100mm。錨桿采用Φ20mm×2000mm普通錨桿，錨桿間排距800mm×800mm；錨索規(guī)格Φ17.8mm×7300mm，間排距3.0m×3.0m；金屬網(wǎng)采用 Φ6.5mm鋼筋制作，網(wǎng)孔100mm×100mm。鋼筋采用Φ20mm鋼筋，間排距250mm×250 mm，豎向及環(huán)向筋采用Ⅱ級(jí)螺紋鋼（20MnSi），聯(lián)系筋為Φ10mmⅠ級(jí)光圓鋼筋，縱向筋采用直螺紋連接方式。砌砼強(qiáng)度等級(jí)為C40，錨噴砼強(qiáng)度等級(jí)為C20，并在支護(hù)砼中摻入JQ－HPC60型井筒專(zhuān)用高性能混凝土外加劑。砼由地面攪拌站提供，溜灰管下灰下至分灰器，分灰器二次攪拌后入模。

5.3 出矸

主提升采用2JK－3.6／12.96絞車(chē)配5m3吊桶；副提升采用JK－2.8／15.5絞車(chē)配4m3吊桶，采用自動(dòng)座鉤式翻矸，矸石通過(guò)溜槽溜入地面，通過(guò)鏟車(chē)運(yùn)至排矸場(chǎng)地。爆破矸石先落到井底，待破壁及井底連接處施工完成后拆除三層吊盤(pán)，再用中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)配合出矸。