淺析大直徑深立井井筒快速施工技術

于清亮

【摘 ?要】論文以內蒙古伊泰廣聯煤化有限責任公司紅慶河煤礦主井井筒快速施工為例，簡要介紹大直徑深立井井筒施工機械化配套施工方案、快速施工方法以及施工經驗。

【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.

【關鍵詞】深立井;機械化作業;快速施工

【Keywords】deep shaft; mechanized operation; rapid construction

【中圖分類號】TD262 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）01-0158-02

1 工程概況

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

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以上采用凍結法施工，689m以下采用普通法施工，井筒支護方式為鋼筋混凝土雙層復合井壁或單層井壁（見表1）。

井筒穿過巖層情況：本區被第四系所覆蓋，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）。

井筒水文地質情況：區內地下水的水力性質及賦存條件的不同，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。

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

2 施工方案

在準備期內完成地面臨時設施、鑿井措施工程施工。待凍結鉆孔施工完成，破除灰土盤施工凍結溝槽時，同時施工井架基礎。待凍結施工單位檢測凍結壁已形成，建設單位下發試挖通知后，方可進行井筒試挖。施工臨時鎖口，短段掘砌井筒至井深30m，安裝兩盤，吊掛管線，進行井筒的正式掘砌施工。井筒掘砌施工采用立井綜合機械化配套作業線，短段掘砌混合作業方法施工。配備三套單鉤提升系統，座鉤翻矸;表土及強風化基巖段采用人工配合挖掘機掘進;風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臺中心回轉抓巖機配合2臺CX75挖掘機裝巖;液壓伸縮整體下移式金屬模板砌壁。

凍結段內壁砌筑采用裝配式金屬模板，自下而上連續砌筑完成。與井筒相連接的硐室開口部分井筒同時施工。

3 機械化作業線配備

在井筒施工中，根據現場條件，鑿井裝備的選擇以滿足井筒快速施工、保證施工質量和安全為原則，盡量配備機械化程度高的大型設備，具體配備如表2所示。

4 施工方法

4.1 臨時鎖口施工

鎖口段施工前，首先根據礦方提供的井筒十字樁，標定井中位置，根據中心確定凍結段荒徑位置，然后根據水準基點，控制井口高程。

臨時鎖口絕對標高為+1360.000m，相對標高（±0.000m），設計凈直徑12706mm，高度12m，厚度400mm，C40鋼筋砼澆筑。臨時鎖口在鑿井提升系統形成且凍結交圈滿足開挖條件后施工，采取短段掘砌，根據凍土發展情況，合理選擇模板段高。

掘進采用小型挖掘機直接破土裝罐為主，人工鐵鍬、風鎬刷幫為輔。若土層較穩定，可采用整體模板砌壁，若不穩定，采取井圈背板支護，防止片幫。

4.2 凍結段外壁掘進施工

根據凍結情況合理選擇開挖方案，未凍實砂土層以挖掘機抓土為主，先抓取中間罐窩，再抓四周土層，最后人工刷幫至設計尺寸。

已凍實表土層及風化基巖段采用9臂傘鉆配YGZ-70型鑿巖機鑿巖，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，腳線長度6.5m;采用地面動力電源起爆。光面、光底、弱震、弱沖爆破技術。

4.3 裝巖、提升

抓巖機抓巖的順序為：抓出罐窩—抓取邊緣巖土—抓井筒中間巖土。

采用中心回轉抓巖機出矸，挖掘機清底。布置三套單鉤提升，矸石上井后經溜矸槽溜入地矸倉，再由自卸式汽車排入工廠指定場地。

4.4 內壁套筑施工

在井筒外壁全部施工完畢后，進行內壁套筑。采用平行作業方式施工，鋼筋綁扎、澆筑砼平行作業。內壁套筑施工作業包括：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護和拆模工作盤。

模板組立完成操平找正并固定牢靠后即可進行砼澆筑施工，砼澆筑時要對稱均勻下灰，每澆筑一定高度后，接長鋼筋，綁扎環筋，接著組立模板。如此循環上升，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硐室與井筒同時掘進，然后進行內壁套筑時口部成井，剩余部分待套壁后再進行掘砌施工，硐室開口以不破壞凍結管為原則。硐室的剩余部分采用下行式分層掘進，將爆落的矸石用耙斗機擭入井筒，隨掘隨錨噴作臨時支護，并施工錨索進行加強支護，待整個斷面掘出之后，由里向外分段連續澆筑混凝土，進行永久支護，組合模板砌壁，并預留鋼筋接茬。完成連接處的掘砌施工。

4.5.2 箕斗裝載硐室施工

采用與井筒同時施工法。當井筒施工到硐室位置時，采用分層自上而下施工，根據硐室高度分三個分層，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，到第一分層底板時，開始澆筑混凝土。硐室掘出后，先進行錨網噴+錨索一次支護，確保頂幫安全。永久支護時先綁扎鋼筋，然后組裝墻體及拱部模板，硐室模板與井筒模板同時組立，并留出鋼筋接頭，施工中要保證澆灌砼工作的連續性。

5 施工經驗

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

②先進的施工工藝：傘鉆鑿巖，實施中深孔光面爆破，合理設計爆破參數，以提高炮眼利用率和循環進尺。井筒凍結段外壁和基巖段均采用短段掘砌混合作業，液壓自動脫模，整體移動式金屬模板砌壁，內壁套砌采用組合模板，多層吊盤平行作業，連續不間斷施工。

【參考文獻】

【1】崔云龍.簡明建井工程手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2003.