簡論鐵礦工程施工中井筒施工存在的問題及施工方法

文/王康平 攀鋼集團工程技術有限公司特種工程分公司 四川攀枝花 617000

1、前言

井筒施工過程中可能會因為各種各樣的問題導致施工效果不佳，而針對這樣的問題采取特定的施工方法是完全可以避免的，文章就此進行分析。

2、井筒結構

近些年來，隨著社會經濟的飛速發展，各行各業也呈現出了如火如荼的發展態勢，我國的鐵礦資源地質勘探行業也發生了天翻地覆的變化，鐵礦工程施工技術也有了非常大的提升，但是，我們不能被當前良好的發展狀態所蒙蔽，要深入其中仔細分析，不難看出我國現階段的鐵礦資源地質勘探情況還遠遠達不到理想的發展狀態，施工中亟待解決的問題非常之多，因此，我們必須要高度重視起鐵礦工程中存在的諸多問題，想辦法加以解決。本文將就鐵礦工程施工中井筒凍結法施工存在的問題及施工方法進行深入的分析與探究。一般情況下，鐵礦工程中井筒斷面為圓形，井筒自上而下，可以分為三個主要的組成部分，分別是井頸、井身和井底。根據鐵礦工程中的實際需要，在井筒的井頸還會設有壁座。以下是對這三個重要的部分做出的一些詳細分析：井頸是指靠近地表的部分，井壁需要加厚的一段井筒（用于承受井架提升的動荷載及周圍建筑物的靜荷載，其深度在礦山一般為15—20m。）井身是井頸以下到罐籠出車水平（副井）或箕斗裝載水平（主井）部分，是井筒的主要組成部分。井身以下部分為井底，其深度取決于提升過卷高度、井底裝備要求和井底水窩的深度。主井（用于箕斗提運煤炭或礦石的井筒）的井底深度一般為35m—75m 不等；副井（用于人員和部分下料、提升）的井底深度一般為10m 左右；風井的井底深度一般為4—5m。

3、問題分析

粘土層膨脹，很容易出現片幫、抽幫，鋼筋綁扎、模板固定之后，粘土層膨脹過快很容易造成混凝土支護厚度和強度達不到設計的規范要求，凍土會隨之掉入到模板鋼筋內部，嚴重影響到混凝土的質量以及支護厚度。比如，井幫位移量太大，很容易造成凍結管的斷裂，鹽水便會隨之泄漏，凍結壁遭到破壞，導致混凝土井壁抵擋不住凍土凍脹力而出現井壁掉皮、脫落、開裂、漏水以及淹井等等事故。

4、方法分析

要堅持先讓后抗的原則。在掘進周邊荒徑中，開切豎向卸壓槽，長度為一模段高，在井幫均勻開挖卸壓槽（槽寬×槽深×槽間距=300 ×200 ×500～700mm），其內充填蘆葦笆當粘土膨脹時，其膨脹土流入槽內空間，體現出“卸壓”的效果。加強支護強度，加密鋼筋布置，同時提高混凝土的強度，體現出“抗”的原則，使粘土出現膨脹時，能抗住膨脹壓力。在掘進方式上，最好選用臺階式的掘進方式，即組織足夠的人力和物力，配合機械的力量進行強行快速地掘進，首先要挖超前小井，保證井筒中心超前小井是低于工作面至少一米以上的，以此來避免井幫溫差過大以及井筒空氣所帶來的不必要的損害，然后再進行刷幫，將一部分壓力釋放出來。在支護方面，最佳的掘進方式便是短段掘進，小段高快速掘砌，段高控制在2m 以內，先掘出刃腳槽坑，提前立模筑壁（中間高出的0.5～0.8m挖掘與筑壁平行作業），縮短凍土井幫暴露時間，減少位移量。為了提高混凝土的早期強度，需要在表土凍結段外壁混凝土中摻入適量的抗凍高效減水劑，保證砼的強度可以在24 小時內達到設計值的50%以上，72 小時內達到設計值的80%進而增強抗滲性能，提高封水效果。在掘進的過程中，如果在井幫遇到一些異物，一定要及時有效地進行剔除，絕對不能讓異物擠占了井幫的空間，避免出現砼井壁厚度不夠的現象。適時調節凍結的方式，加強井筒外排凍結孔的流量，減少內排孔凍結的流量，使總凍結流量不變，使井幫凍結溫度有所下降，減少粘土層的凍脹力，且不降低總凍結壁的厚度。加強對已經暴露的井壁位移量的觀測力度，對粘土層的膨脹速度進行精準的掌握。在膨脹粘土層以及厚粘土層的施工過程中，如果出現膨脹量過大以及井幫位移過快的現象，可以在井幫以及砼井壁之間鋪設50mm厚聚苯乙烯泡沫塑料板，以緩解粘土層膨脹空間和減少低溫對混凝土強度的影響。進行凍結變形壓力、凍結壁變形、溫度、井壁鋼筋內力等內容的監測工作，用科學的方法和可靠的數據來指導施工。提前做好完全的準備工作，一定要提前準備好背板、井圈等等多種搶險物質，一旦變形膨脹的力度超出了正常的范圍時，要及時在井幫以及井壁之間架設起型鋼井圈和背板，或者采取加厚泡沫塑料板厚度等等措施。如果井幫的位移量太大，就要每一米增設一道20 槽的鋼井圈，加強外壁支護。井圈鋪設在鋼筋外側井幫上，再澆砼以抵抗砼凝固初期來自井幫的壓力。一定要做好井幫位移量的檢測工作，在井筒的荒徑處均勻分布好四個監測點，定時測量每一個段高，按照十字線的方向來測量直徑量，與原始的直徑進行比較，算出井幫的總位移量，同時按中線量出相應半徑方向的位移差，得出每個點的位移量，作好記錄。嚴格控制井幫位移量不大于50mm 提前加強機械設備的檢修和維護、運轉，確保施工的正常進行。鐵礦資源是非常珍貴的礦物資源，對于我國經濟的持續健康發展起到巨大的推動與支撐作用，鐵礦工程屬于大型工程，其中牽涉到的社會因素非常之多，每一項鐵礦工程都投入了大量的人力與物力，特別是經濟投入是非常之多的，這就要求鐵礦工程中的每一處細節都不容忽視，不允許出現任何錯誤，以上是針對井筒凍結法施工中存在的問題進行的分析，并且介紹了具體的施工方法，希望能夠對提升鐵礦工程施工中井筒施工的效率有所幫助。

結語：

井筒施工過程中需要根據施工中常見的問題進行針對性的施工方式，才能夠有效的解決這樣的問題，做到這一點需要工作過程中總結記錄相關問題，提出針對性措施。