淺談圍巖不穩定段預埋鋼管道內模澆筑泄水井工法應用

■張執強 牛金廷 尹占輝 白永剛 侯勝利

（中國華冶科工集團有限公司天津第三分公司 遼寧北票 122104）

淺談圍巖不穩定段預埋鋼管道內模澆筑泄水井工法應用

■張執強 牛金廷 尹占輝 白永剛 侯勝利

（中國華冶科工集團有限公司天津第三分公司 遼寧北票 122104）

中國華冶科工集團有限公司天津第三分公司在承包保國鐵礦黑山礦區泄水井施工中，改變傳統施工方法，采用預埋鋼管道疏導泄水的新工藝，在圍巖條件差的條件下，采用預埋鋼管道疏導泄水工藝，解決了在圍巖條件差的泄水井巷中因水的侵泡而導致塌方的難題。不但增加了其實用性、耐久性，還節約了成本，保證了使用安全。同時也為同類環境井筒施工積累了寶貴的經驗。

不穩定圍巖泄水井預埋鋼管道內模焊接混凝土現澆支護

1 前言

在冶金礦山地下開采中，不可避免要出現大量的涌水。所以在礦山基建時，排水系統的建設顯得尤為重要，這不僅保證了礦山的安全順利生產還有助于改善井下作業環境。

中國華冶科工集團有限公司天津第三分公司承攬的凌鋼股份保國鐵礦有限公司黑山礦區工程，在施工排水系統時，發現泄水井圍巖極其破碎，大多為泥質片巖，一旦遇水就變成泥，如何使排水系統安全、長期的使用，成了技術上需要攻克的難題。經過研究，最終形成了“預埋鋼管道”的技術方案。此工藝既保證了作業安全又保證了使用安全。

2 施工特點

在泄水井中預埋鋼管道排水，能有效的保護圍巖不被水侵蝕，避免了井壁大面積塌落，延長了泄水井的使用壽命；并且保證了泄水的快速、順暢。

3 使用范圍

本方法適用圍巖條件極其軟弱、不穩固的泄水通道。

4 工藝原理

本方法主要采用φ500mm的鋼管下放至井中，并焊接牢固后，對距井口3m段進行C20混凝土澆筑，此工法成功的關鍵在于鋼管道的下放及焊接。

5 工藝流程及操作要點

5.1 施工工藝流程

施工準備→吊罐法反掘施工→鋼管道安裝→井口段混凝土現澆

5.2 操作要點

5.2.1 吊罐法反掘施工

首先在泄水井的上水平和下水平分別掘進3m（寬）×5m（高）的硐室，包括0m水平、60m水平、120m水平、180m水平，深度掘進至泄水井設計邊界，此硐室需施工馬頭門，硐室施工完畢后，采取噴射混凝土支護，然后應用深孔鉆機在下水平向上施工φ90mm的深孔與上水平硐室貫通，此孔作為鋼絲繩孔，并且在距泄水井5m的位置施工同樣的深孔與上個水平貫通，此深孔作為信號線孔。然后在上水平的硐室內安裝YD-3型游動絞車，用來提升吊罐上下。鑿巖采用YSP-45型風動鑿巖機。泄水井的斷面為2.5m×2.5m。在施工中產生的碴石通過電動裝巖機裝入礦車，通過副井提升至地表，在泄水井掘進過程中，必須按照設計施工好安裝孔，即在井口下3m的位置施工于6個錨桿眼，錨桿眼深度為1.5m，在泄水井硐室地板上5m的位置施工吊裝梁和吊裝環的安裝孔，并注射好錨桿，錨桿采用φ36mm的圓鋼，泄水井掘進施工完畢后，下一步準備鋼管道的安裝。

5.2.2 鋼管道下放、焊接

鋼管道采用φ500mm的無縫鋼管，在地表將其加工成5m/節，并焊接好吊裝環，通過副井提升系統下放至井下各水平，并運至泄水井口，在鋼管下放之前必須在井口搭設牢固的作業平臺。利用錨固好的錨桿在泄水井硐室頂板上安裝吊裝環或吊裝梁，并安裝5t的導鏈，鋼管道利用導鏈下放至井中，在鋼管道下放到與井口平臺板同樣高度時，將下一節管道吊起并與正在下放的管道焊接在一起，再繼續下放，直至達到設計位置。鋼管道下放完畢后固定好。

5.2.3 井口段混凝土現澆

利用已經施工好的錨桿，在錨桿上焊接厚度為6mm的鋼板，鋼板要鋪滿泄水井斷面，防止混飯凝土澆筑時漏漿鋼板焊接完畢后，地表攪拌站將攪拌好混凝土，自副井運輸到作業地點，進行混凝土現澆作業，現澆作業時，把鋼管道固定好，避免其移動，并且混凝土要振搗密實。

6 材料、設備及勞動組織

表1 主要施工機具設備

表2 勞動組織

7 質量控制措施

（1）建立質量管理組織機構，人員持證上崗，明確項目技術質量管理人員崗位責任制。（2）開工前進行詳細的技術交底，嚴格按工藝流程，施工順序施工，各工種人員掌握各工序操作規程和要領。（3）嚴格按照現行國家及行業標準規程、規范和設計要求施工，以保證工程的規格質量。（4）加強施工過程中的質量檢驗，完善質量記錄，認真執行“自檢，互檢，專檢”的三檢制度，對施工各工序進行檢查，發現問題及時整改并制定預防措施。（5）設計、測量、施工密切配合，確保工程達到設計及驗收標準，保證安全使用要求。

8 安全措施

（1）建立健全安全管理機構、安全管理制度，執行安全崗位責任制，并制定詳細的實施細則。（2）進行各工種、工序安全技術交底。技術人員在現場跟蹤服務，發現問題及時解決。（3）爆破特種作業人員必須經培訓后持證上崗，關鍵工序選用有經驗的經過專門培訓的工人操作。

9 效益分析

（1）本工法闡述了地下礦山排水系統在圍巖條件差的條件下施工工藝全過程，為工程設計及技術人員應用該技術提供了依據。（2）本工法施工簡單，保證了施工安全和以后的安全使用，延長其使用壽命，大大減少了維護的費用，使經濟效益得到了提高。

[1] 《現代采礦手冊》，王運敏主編，-北京：冶金工業出版社，2011.5.

[2] 《錨桿噴射混凝土支護技術規范》 (GB50086-2001)，原國家冶金工業局主編，中國計劃出版社出版.

[3]《井巷工程》，趙興東主編，-北京：冶金工業出版社，2010.5.

TD8[文獻碼]B

1000-405X（2015）-11-386-1

張執強，男，采礦助理工程師，研究方向為采礦技術。