金礦副井井筒多水平中段連接處快速施工

摘 要：結合實際工程情況，總結副井井筒多水平中段連接處施工技術難點，詳細介紹了工程的施工方案以及施工方法，以期對今后類似的工程提供幫助。

關鍵詞：金礦副井；多水平中斷鏈接；施工方案

中圖分類號：TD352 文獻標識碼：A 文章編號：2096-6903（2024）07-0037-03

1 工程概況及水文地質

某工程井筒設計深度為800 m，凈直徑5 m，井筒內共設+854.6 m、+815.6 m、+775.29 m、+749.71 m、+700.34 m、+661.65 m、+624.4 m、+588.63 m、+544.03 m、+508.97 m、+466.52 m、+425.51 m、+385.17 m、+347.00 m、+307.49 m、+265.54 m、+224.98 m、+189.34 m、+139.39 m共19層連接處及一層管子道連接處。管子道連接處方位角315°，長度3 m；井筒各中段連接處為單側布置，連接處方位角為225°，馬頭門均長5 m，馬頭門內設有井下信號室、液壓硐室，硐室斷面為直墻三心拱形，長度各3 m。各中段水平馬頭門及信號硐室、液壓硐室均采用素混凝土支護，井筒連接處支護壁厚350 mm，信號硐室、液壓硐室支護厚度300 mm。為確保井筒內各中段連接處貫通期間減少對連接處混凝土造成影響，每中段連接處施工完成后按設計斷面繼續掘進5 m車場，車場根據現場巖石條件進行錨噴或錨網噴支護[1]。

2 巷道支護說明

2.1 支護設計

連接處及硐室均采用素混凝土支護，為確保施工安全，各中段馬頭門施工期間根據現場圍巖情況，采取噴射混凝土或錨網噴作為臨時支護。

通過理論計算，參考同類巷道支護參數，綜合考慮后確定本巷道支護參數為：①錨桿選用20 mm×2 000 mm的無縱肋等強全螺紋錨桿，間排距為1 000 mm× 1 000 mm。使用2支MSK2835錨固劑錨固；錨固劑長度為850 mm。②錨桿托盤采用Q235型鋼材制作加工，規格為長150 mm×寬150 mm×厚10 mm，孔徑為30 mm。③金屬網頂、幫分別鋪設金屬焊接網，材質φ6 mm的Q235鋼筋，網格為100 mm×100 mm，長3 000 mm×寬1 100 mm。④錨固劑使用2支MSK2835和2支MSK2850錨固劑錨固；錨固劑長度為1 700 mm。⑤網與網之間利用外漏鋼筋360°扭結方式進行連接。

2.2 永久支護

井筒內各中段連接處以素混凝土支護為主，根據設計要求+850 m、+815 m中段連接處需根據現場實際圍巖情況調整為一次錨網噴+鋼筋混凝土二次支護，其余中段連接處及相關硐室采用素混凝土支護，壁厚350 mm，混凝土強度為C30。

2.2.1 鋼筋參數

鋼筋環筋采用Ф20三級螺紋鋼，鋼筋內層保護層50 mm，外層保護層70 mm，連接處鋼筋均采用搭接連接，搭接長度不小于700 mm。連接處及硐室鋼筋間排距均為250 mm×250 mm，構造筋間排距為500 mm×500 mm。

2.2.2 鋼筋地面預加工

按照圖紙設計鋼筋規格和型號進行鋼筋采購，材料進場后鋼筋進行掛牌標識，再由技術人員根據施工圖紙對鋼筋進行分類加工設計，嚴格按照鋼筋的長度和使用規范及綁扎搭接標準進行設計。主要加工原則如下：①依據設計圖紙，鋼筋采用綁扎連接，搭接長度不小于700 mm。②聯系筋采用彎鉤連接，嚴格按照圖紙加工。

2.2.3 鋼筋綁扎

按照設計尺寸在墻部底板上0.5 m處和1.5 m處用錨桿在左右幫各固定一道縱向鋼筋，并保證水平，并按照設計逐道綁扎環向鋼筋的站筋，然后按照間排距綁扎縱向鋼筋并嚴格控制到巷中的距離，嚴格保證鋼筋保護層厚度不小于設計，鋼筋綁扎采用22#扎絲雙道綁扎。墻部采用雙層鋼筋，先施工外層鋼筋，再施工內層鋼筋。聯系筋采用彎鉤連接內外層鋼筋，鋼筋間排距依據配筋平剖面尺寸綁扎。墻部鋼筋采用自里而外一次綁扎成型。

當墻部鋼筋綁扎、立模、穩模及澆混凝土完畢后進行拱部鋼筋綁扎，先綁扎拱部環筋，后按照間排距綁扎縱向鋼筋并嚴格控制到模板的距離，保證鋼筋保護層厚度不小于設計，鋼筋綁扎采用22#扎絲雙道綁扎。拱部內采用雙層鋼筋，先施工外層鋼筋，再施工內層鋼筋。聯系筋采用彎鉤連接內外層鋼筋。拱部鋼筋采用自外而里一次綁扎成型。硐室內鋼筋采用綁扎連接，搭接長度不小于900 mm。

2.2.4 立模

井筒與連接處按照自下而上一起進行鋼筋綁扎和支設模板的施工方法進行施工。永久支護時井筒內采用4 m段高的液壓金屬模板，當連接處內模板與井筒內模板連接并加固牢靠后，與井筒一起澆筑混凝土，支模與澆筑交替進行。混凝土凝固10 h以上后，脫模并提升井筒大模板，再進行上部支模、澆筑工作，直至與上部永久井壁接合。支井筒模板時，第一模必須找平，確保模板上沿在同一水平，找線結束后，在井筒模板內搭設工作平臺，最后混凝土澆筑。

連接處砌筑時，按照“自下而上，先墻后拱”的順序支設模板，由于井筒內各中段連接處尺寸相同，為保證施工質量及進度，墻部支架及碹弓全部采用10#槽鋼制作。墻部支架根據設計尺寸在地面進行放樣加工，采用10#槽鋼為主體，支架外敷設4 mm鋼板作為模板使用，墻部支架通過φ20 mm×2 000 mm全螺紋錨桿根據設計尺寸固定在硐室兩幫。

碹弓加工按照圖紙尺寸，用10#槽鋼加工出弧度，10#槽鋼做拉撐，碹弓兩端預留好螺栓連接孔，便于施工時組裝，每架碹弓之間的間距為1 200 mm。碹弓外側搭設50 mm模板作為模板使用，每根模板之間用22#綁扎絲綁扎牢固。連接處內用鋼架管搭設“井”字架用于輔助加固，橫向架管與豎向架管及排與排之間要用扣件連接牢固并打斜撐，掃地桿頂緊頂實，平面與立面之間形成三角形連接。架管上需鋪設木板時，兩頭用鐵絲綁扎牢固，防止出現探頭板。墻部施工完畢后，拱部碹弓兩端與墻部碹弓連接牢固后，開始澆筑混凝土。

2.2.5 混凝土澆筑

2.2.5.1 混凝土配比

井筒與井底車場連接處澆筑混凝土標號為C30，混凝土根據實驗室配比進行現場攪拌。水泥采用P.042.5型普通硅酸鹽水泥，砂含泥量不得超過3%，石子采用粒徑為10～20 mm碎石。混凝土配合比如表1。

2.2.5.2 混凝土配置及運輸

混凝土為現場攪拌，混凝土經井口下料管下放至井下吊盤，然后經吊盤分灰器二次攪拌后，通過鎧裝管下放至連接處混凝土輸送溜槽內，采用竹節漏斗、搪瓷溜子直接入模。

2.2.5.3 混凝土澆筑及振搗

混凝土入模后，采用6臺風動插入式高頻振動棒震搗混凝土，混凝土澆筑采用對稱澆筑，分層振搗的方式，每分層厚度不大于300 mm，不得出現漏振和弱振現象，確保無蜂窩，麻面，空幫、空頂等質量問題，保證井壁質量。

混凝土澆施工中應保證連續施工，分層之間不得超過2 h，若超過2 h必須澆筑一層200 mm高標號砂漿后方可進行正常混凝土澆施工，澆筑施工中必須設專人密切觀察模板位移情況，發現跑模立即停澆處理。混凝土接茬處澆筑前必須進行毛面處理，澆筑接茬必須密實。

2.2.6 拆模施工

混凝土模內養護時間不得低于12h，拆模后進行灑水養護。

模板拆除嚴格按照先頂（上）后墻（下）、先碹弓（腳手架）后模板、先外后里的原則進行拆模施工。拆模施工中注意模板保護，嚴禁采用大錘、手鎬等生硬敲砸。

3 施工方法

3.1 施工方案

根據模板段高當井筒掘砌至馬頭門上方1～2 m處時停止停止掘進，進行中段連接處高程放線確定連接處方位及標高。連接處方位確定后采用噴射混凝土或錨網噴支護至連接處底板下1.5 m位置，人員在井筒工作面按照連接處斷面輪廓線進行開門鉆孔，連接處采用正臺階分層掘進，上分層掘進段高3 m，拱部掘進完成后開始剩余下分層起底施工，連接處施工時同時將配電硐室及液壓硐室一起掘進完成，連接處掘進期間采用噴射混凝土或錨網噴作為臨時支護。

掘進完成后，按照設計尺寸進行綁扎鋼筋、支設模板，模板支設完成后，與井筒段同時澆筑，澆筑時井筒內利用4.5 m段高的液壓金屬模板，連接處內模板與井筒內大模板必須連接牢固，隨支模隨澆筑，凝固后提井筒液壓模板，再進行上部支模澆筑，直至與上部永久井壁合茬。

井筒內中段連接處施工完成后進行預留搖臺位置掘進，搖臺基礎長5.5 m，寬3 m，深1.8 m，為便于后期搖臺安裝，井筒澆筑期間采用預制模板對搖臺基礎位置進行預留。井筒與井底車場連接處澆筑期間，將模板采用φ108 mm無縫鋼管及δ5 mm花紋鋼板進行密封，作為施工平臺使用，平臺周圈采用φ25螺紋鋼及φ10 mm圓鋼加工護欄，護欄高度不低于1.5 m。

3.2 施工準備

將本措施傳達到每個施工人員，并有本人簽字，經考試合格后方可作業。井筒施工期間使用的設備常用配件，硐室施工使用的錨桿（索）機、澆灌混凝土的輸送泵、噴漿機等。

材料包括錨桿、金屬網、錨固劑、速凝劑、鋼筋、碹弓、方木、竹膠板等。連接處所用的碹弓和鋼筋，由技術人員根據尺寸繪制加工圖，在地面依圖加工，加工完成后由項目部技術員組織進行組裝驗收并編號存放。

測量放線時，方位傳遞是施工前根據地面十字基點，采用全站儀按照方位角225°將連接處方位線定到井口封口盤上，將吊盤落到適當位置，用手搖鋼絲小絞車，將鋼絲下放至吊盤，鋼絲下端懸掛30 kg砝碼，砝碼下端利用水桶水進行穩線。然后進行擺動觀測，取中，將井筒十字中心線標定在井壁上（打木樁、釘小釘）。

測量放線時，標高傳遞是采用長鋼尺導入標高，即將長鋼尺下放到上吊盤適當位置，下端懸掛2.5 kg配重，井上下各安置一臺水準儀同時觀測，并作好記錄。為防止出現錯誤，將長鋼尺向下串動6次，井上下同時觀測讀數，做好記錄，并記錄好井上下空氣溫度。將長鋼尺讀數，經過計算加入比長、溫度、拉力，自重改正后，即計算該標高點的標高，根據標定的中心線和標高點來進行測量放線。

3.3 施工順序

根據模板段高，井筒掘砌至各中段連接處上方1～2 m處停止施工，轉入井筒中段連接處施工。+850 m、+815 m采用鋼筋混凝土支護，其余中段連接處采用素混凝土支護，支護厚度350 mm，混凝土強度C30。

根據模板段高井筒掘砌至中段連接處上方1～2 m處停止施工進行連接處放線，確定連接處高程及方位。定位后井筒繼續掘進至連接處底板下1.5 m處，在井筒內按照連接處斷面采用YT-28型風鉆進行鉆孔爆破，掘進采用正臺階分層掘進，上分層掘進段高為3 m，拱部掘進完成后集中進行起底，連接處掘進過程中將信號硐室及液壓硐室同時掘進完成。掘進期間根據現場巖石情況采用噴射混凝土或錨網噴作為一次支護。連接處及硐室掘進完成后，綁扎鋼筋、支設模板，與井筒段同時澆筑，澆筑時井筒內利用4.5 m段高的液壓金屬模板與管子道連接處內模板連接牢固，隨支模隨澆筑，凝固后提井筒大模板，再進行上部支模澆筑，直至與上部永久井壁合茬。

連接處澆筑完成后進行模板及支架拆除，拆除完成后在連接處底板按設計對搖臺基礎位置進行放線掘進，搖臺基礎長5.5 m，寬3 m，深1.8 m。為便于后期安裝下部井筒澆筑時采用模板將搖臺基礎進行預留。

4 掘進鑿煤（巖）方式

井筒內掘進采用YSJZ6.12型（配HYD-200風鉆6部）導軌式豎井液壓傘鉆，φ45 mm柱齒鉆頭，B32 mm ×5 500 mm六角中空合金鋼釬，炸藥為滿足深孔爆破的要求選用二級巖石乳化炸藥，其主要技術參數為：爆速3 700～4 000 m/s，密度1.2～1.3 g/cm3，猛度16～20 mm，殉爆距離30～200 mm，藥卷規格選用φ40×400 mm，雷管為滿足深孔起爆要求選用腳線長8 m導爆管起爆。爆破電纜選用MY0.66/1.14KV-3×25+1×16橡套電纜，爆破母線選用6 mm銅芯線。起爆電源使用1 140 V交流電，并配置專用手持式放炮器進行起爆。

連接處及配套硐室采用YT-28型氣動鑿巖機，φ22 mm六棱鋼釬配φ45 mm鉆頭打眼，楔式掏槽法，正向定炮，炸藥選用φ40 mm×400 mm二級巖石乳化炸藥，所用雷管、起爆方式同井筒。爆破后必須及時進行臨時支護，嚴禁空頂作業，打眼前最小空頂距不得超過0.3 m。為減少爆破對圍巖的影響，連接處及相關硐室開門時炮眼深度掌握在1 m以內，周邊眼距不超過400 mm，并嚴格控制裝藥量，必要時可分次裝藥放炮，以保證開門成型及施工安全。

連接處開門前，為了保證施工安全及硐室成型，當巖石破碎時對硐室開門處進行超前支護。先標出硐室輪廓線，然后在距硐室拱部輪廓線上100 mm打錨桿進行超前支護。超前錨桿的間距控制在800 mm。超前錨桿仰角控制在20°～30°。

5 結束語

金礦副井井筒多水平中段連接處快速施工過程中，發揮機械化綜合配套能力，在施工過程中，做到優質快速機械設備充分發揮了作用。采取相關措施后，礦副井井筒工期提前了，為工程提前建成奠定了基礎。

參考文獻

[1] 賈連順，郭保國.阜山金礦主立井井筒工作面預注漿施工技術[J].建井技術，2001，22（6）：1-3.