井筒表土層軟泥段特殊施工工藝
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［摘要］禾草溝煤礦馬家溝進風(fēng)立井在井筒表土層段掘砌時，遇到河溝淤泥沉積層，給施工帶來了較大的安全隱患。通過采用短掘短支施工方案，配合采取“錨網(wǎng)噴+井圈+背板”聯(lián)合支護形式，安全順利地通過了表土層軟泥段。
［關(guān)鍵詞］豎井井筒；表土層軟泥段；短段掘砌；“錨網(wǎng)噴+井圈+背板”聯(lián)合支護
1工程概況
馬家溝進風(fēng)立井井筒設(shè)計凈直徑為6.8m，荒徑7.8m，壁厚500mm，素混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。進風(fēng)立井井口標高在+1249.6m，井底標高在+992.935m，井筒凈深度在256.665m，井底鋪底厚度在0.5m。目前井筒已施工至垂深3.4m，鎖口盤已施工完成且座落在破除后的灌漿柱上。根據(jù)井檢孔資料及回風(fēng)立井實際揭露地質(zhì)情況顯示，預(yù)計井筒垂深在6.5~14m為表土軟泥段，該段為河溝淤泥沉積段，含水量增大。為保證井筒過軟泥段的施工安全和施工質(zhì)量，特編制專項安全技術(shù)措施。進風(fēng)井表土段井檢孔地質(zhì)資料如表1所示。
2施工方案
在表土軟泥段施工過程中，充分利用12根灌注樁（深度在18~20m、樁徑0.8m、圈徑9m）作為臨時圍護和支撐，結(jié)合井壁防墜、防片幫措施順利穿過軟泥段。在過軟泥段施工期間，井筒掘進采用短掘短支，掘砌段高不超過2.2m［1-2］。采取“錨網(wǎng)噴+井圈+背板”支護形式，防止施工過程井幫抽幫、片幫［3-4］。井圈架設(shè)排距為1000mm，第1道井圈需采用鋼絲繩或鋼筋掛鉤等方式固定在上部井壁鋼筋上，其余井圈采用Z型鋼筋掛鉤連接固定，并使用規(guī)格準20mm×1500mm鋼筋錨桿固定在12根灌注樁上。作為防井壁下沉的雙保險措施，每道井圈架、背板安設(shè)完成后進行噴漿支護，確保安全順利通過不良地層。過軟泥段井幫支護布置如圖1所示。
3施工方法
3.1掘進方式
開挖時采用分區(qū)分段開挖、分區(qū)分段回填的原則。每挖掘段高1.5m，回填干燥黃土0.5m，在整個段高挖掘回填后，工作面再鋪設(shè)規(guī)格為3m×2m的木板，進行架圈背板臨時支護。
3.2支護參考
（1）井幫錨網(wǎng)噴支護參數(shù)：支護材料采用規(guī)格為準20mm×1500mm樹脂錨桿，網(wǎng)片采用準6.5mm鋼筋制作成規(guī)格2000mm×1000mm金屬網(wǎng)，網(wǎng)格為100mm×100mm；噴漿厚度為50mm，噴射混凝土強度為C20。（2）井圈背板參數(shù)：井圈采用16b槽鋼，連接板采用規(guī)格為寬130mm、高120mm、厚10mm的鋼板，每架6塊。井圈架設(shè)排距為1000mm。（3）綁扎鋼筋參數(shù)：構(gòu)造筋采用準10mm鋼筋，間距600mm；豎筋采用準16mm螺紋鋼，環(huán)筋采用準20mm螺紋鋼，豎筋間距內(nèi)層270mm、外層300mm，環(huán)筋間距300mm。
3.3刃腳校正及鋼筋綁扎
在工作面支護完成后，采用模板繩落刃腳至工作面，利用井筒中心線校正刃腳后，即可綁扎井壁鋼筋。嚴格按設(shè)計間排距進行，豎筋采用直螺紋接頭連接，采用矸石或砂子進行鋼筋接頭保護，環(huán)筋采用綁扎搭接。
3.4模板安裝及脫模
逐塊將模板放置在找平后、校正的刃角上，校正模板上下口尺寸是否符合設(shè)計要求，其中模板底口尺寸要保證模板上口與上段井壁緊貼，不應(yīng)出現(xiàn)模板錯臺現(xiàn)象。在模板校正好后，觀察模板是否有錯臺。如有錯臺，應(yīng)重新校正模板。在掘砌施工時，第1循環(huán)段高混凝土澆灌完成，待第2循環(huán)段高鋼筋綁扎完成、驗收合格后，進行上一段高脫模工作。脫模時間不少于10h。設(shè)計井筒凈半徑為3400mm，立模半徑在3400~3430mm范圍。
3.5澆筑砼施工
商品混凝土利用輸送攪拌車送至井口后，采用底卸式吊桶下料，經(jīng)吊盤分灰器及溜灰管入模，入模砼采用振動棒通過合茬窗口進行分層振搗。入模混凝土采用4個插入式風(fēng)動振動棒振搗密實（振動棒為ZN-50型插入式高頻振動棒），分層厚度為300mm，振動棒插入下一層深度在50~100mm，插點間距不大于400mm；振動時間在20~30s，要做到快插慢拔，防止留有插孔痕跡，振動時間要適度，以混凝土不出氣泡為止，不得過震或漏震。在混凝土澆筑完后，用專用的鐵楔將所有的下灰口活動擋板剎緊貼至上段井壁。
3.6壁后注漿
待軟泥段井壁砼達到一定強度后，進行壁后充填加固注漿。壁后注漿孔沿井壁縱向梅花布置，注漿孔布置間距4m，注漿孔深2.5m，終壓為靜水壓力的1~1.5倍。注漿利用吊盤的下層盤作為工作盤，注漿泵進行注漿，注漿以P.O42.5普通硅酸鹽單液漿為主，水泥漿、水玻璃雙液漿為輔。漿液采用水泥漿加入早強外加劑，水灰質(zhì)量比不得低于1∶1，根據(jù)注漿實際情況適時調(diào)整漿液濃度，注漿期間應(yīng)適當減少注漿壓力。
4安全保證措施
（1）在過軟泥段施工時，成立安全領(lǐng)導(dǎo)小組，以項目經(jīng)理為組長、各專業(yè)負責(zé)人為組員；組員要親臨現(xiàn)場指導(dǎo)安全工作，進行施工監(jiān)督。（2）根據(jù)地質(zhì)預(yù)報，及時調(diào)整施工方法，盡量減少空幫時間，快速掘砌通過。如空幫時間過長時，根據(jù)實際情況及時進行臨時支護。（3）挖掘機在開挖前必須加保險繩（使用吊盤大抓繩進行懸吊挖機），人在工作面作業(yè)時，腳下必須采取鋪板措施（鋪板規(guī)格為長3m、寬2m、厚0.5m）及保險帶生根于吊盤上下放的保險繩上，防止挖機及人陷于淤泥。（4）每個班組設(shè)專職安監(jiān)人員對井幫進行巡回監(jiān)測，嚴格落實責(zé)任。（5）加強井壁觀測，注意井幫情況。隊長、班長要時刻提醒施工人員注意井幫變化，對有疑問的井幫要及時通知施工人員避開此處，待處理好無隱患后方可靠近井幫。（6）根據(jù)挖掘地層情況，井壁周圍采用井圈背板臨時支護，減少和防止片幫。（7）在井下作業(yè)時，應(yīng)至少2人配合作業(yè)，1人監(jiān)護井幫情況，1人進行施工，防止發(fā)生意外，造成事故。（8）支護人員接班后先進行鋼筋綁扎，形成環(huán)形保護圈。（9）在出渣期間，吊桶裝渣裝滿系數(shù)不大于0.85，出矸時穩(wěn)好罐。在卡渣時，罐內(nèi)必須卡干凈。出渣時吊桶底部渣土要安排專人清理。（10）嚴格執(zhí)行交接班制度，特別是對上一班遺留的安全問題，現(xiàn)場必須交待清楚。（11）所有施工人員必須經(jīng)過培訓(xùn)考核合格后方準上崗，酒后不得上崗。（12）本措施在施工前必須傳達到每位施工人員，做到人人心中有數(shù)，并存檔備查。（13）所有工作人員必須進行自?；ケ?，做到“四不傷害”，同時必須按作業(yè)規(guī)程及相關(guān)規(guī)章制度進行施工。
5結(jié)語
通過科學(xué)、合理組織以及縮小施工段高、采取短段掘砌、加強臨時支護等方式，最終安全順利地完成表土軟泥段施工。后期待此段混凝土井壁強度滿足設(shè)計要求后，再合理布置注漿孔，優(yōu)化注漿參數(shù)，對此段地層進行壁后充填加固注漿，保證井筒施工安全。
［參考文獻］
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作者:李宣立 單位:中煤第五建設(shè)有限公司第三工程處