井筒表土层软泥段特殊施工工艺

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［摘要］禾草沟煤矿马家沟进风立井在井筒表土层段掘砌时，遇到河沟淤泥沉积层，给施工带来了较大的安全隐患。通过采用短掘短支施工方案，配合采取“锚网喷+井圈+背板”联合支护形式，安全顺利地通过了表土层软泥段。

［关键词］竖井井筒；表土层软泥段；短段掘砌；“锚网喷+井圈+背板”联合支护

1工程概况

马家沟进风立井井筒设计净直径为6.8m，荒径7.8m，壁厚500mm，素混凝土、钢筋混凝土结构。进风立井井口标高在+1249.6m，井底标高在+992.935m，井筒净深度在256.665m，井底铺底厚度在0.5m。目前井筒已施工至垂深3.4m，锁口盘已施工完成且座落在破除后的灌浆柱上。根据井检孔资料及回风立井实际揭露地质情况显示，预计井筒垂深在6.5~14m为表土软泥段，该段为河沟淤泥沉积段，含水量增大。为保证井筒过软泥段的施工安全和施工质量，特编制专项安全技术措施。进风井表土段井检孔地质资料如表1所示。

2施工方案

在表土软泥段施工过程中，充分利用12根灌注桩（深度在18~20m、桩径0.8m、圈径9m）作为临时围护和支撑，结合井壁防坠、防片帮措施顺利穿过软泥段。在过软泥段施工期间，井筒掘进采用短掘短支，掘砌段高不超过2.2m［1-2］。采取“锚网喷+井圈+背板”支护形式，防止施工过程井帮抽帮、片帮［3-4］。井圈架设排距为1000mm，第1道井圈需采用钢丝绳或钢筋挂钩等方式固定在上部井壁钢筋上，其余井圈采用Z型钢筋挂钩连接固定，并使用规格准20mm×1500mm钢筋锚杆固定在12根灌注桩上。作为防井壁下沉的双保险措施，每道井圈架、背板安设完成后进行喷浆支护，确保安全顺利通过不良地层。过软泥段井帮支护布置如图1所示。

3施工方法

3.1掘进方式

开挖时采用分区分段开挖、分区分段回填的原则。每挖掘段高1.5m，回填干燥黄土0.5m，在整个段高挖掘回填后，工作面再铺设规格为3m×2m的木板，进行架圈背板临时支护。

3.2支护参考

（1）井帮锚网喷支护参数：支护材料采用规格为准20mm×1500mm树脂锚杆，网片采用准6.5mm钢筋制作成规格2000mm×1000mm金属网，网格为100mm×100mm；喷浆厚度为50mm，喷射混凝土强度为C20。（2）井圈背板参数：井圈采用16b槽钢，连接板采用规格为宽130mm、高120mm、厚10mm的钢板，每架6块。井圈架设排距为1000mm。（3）绑扎钢筋参数：构造筋采用准10mm钢筋，间距600mm；竖筋采用准16mm螺纹钢，环筋采用准20mm螺纹钢，竖筋间距内层270mm、外层300mm，环筋间距300mm。

3.3刃脚校正及钢筋绑扎

在工作面支护完成后，采用模板绳落刃脚至工作面，利用井筒中心线校正刃脚后，即可绑扎井壁钢筋。严格按设计间排距进行，竖筋采用直螺纹接头连接，采用矸石或砂子进行钢筋接头保护，环筋采用绑扎搭接。

3.4模板安装及脱模

逐块将模板放置在找平后、校正的刃角上，校正模板上下口尺寸是否符合设计要求，其中模板底口尺寸要保证模板上口与上段井壁紧贴，不应出现模板错台现象。在模板校正好后，观察模板是否有错台。如有错台，应重新校正模板。在掘砌施工时，第1循环段高混凝土浇灌完成，待第2循环段高钢筋绑扎完成、验收合格后，进行上一段高脱模工作。脱模时间不少于10h。设计井筒净半径为3400mm，立模半径在3400~3430mm范围。

3.5浇筑砼施工

商品混凝土利用输送搅拌车送至井口后，采用底卸式吊桶下料，经吊盘分灰器及溜灰管入模，入模砼采用振动棒通过合茬窗口进行分层振捣。入模混凝土采用4个插入式风动振动棒振捣密实（振动棒为ZN-50型插入式高频振动棒），分层厚度为300mm，振动棒插入下一层深度在50~100mm，插点间距不大于400mm；振动时间在20~30s，要做到快插慢拔，防止留有插孔痕迹，振动时间要适度，以混凝土不出气泡为止，不得过震或漏震。在混凝土浇筑完后，用专用的铁楔将所有的下灰口活动挡板刹紧贴至上段井壁。

3.6壁后注浆

待软泥段井壁砼达到一定强度后，进行壁后充填加固注浆。壁后注浆孔沿井壁纵向梅花布置，注浆孔布置间距4m，注浆孔深2.5m，终压为静水压力的1~1.5倍。注浆利用吊盘的下层盘作为工作盘，注浆泵进行注浆，注浆以P.O42.5普通硅酸盐单液浆为主，水泥浆、水玻璃双液浆为辅。浆液采用水泥浆加入早强外加剂，水灰质量比不得低于1∶1，根据注浆实际情况适时调整浆液浓度，注浆期间应适当减少注浆压力。

4安全保证措施

（1）在过软泥段施工时，成立安全领导小组，以项目经理为组长、各专业负责人为组员；组员要亲临现场指导安全工作，进行施工监督。（2）根据地质预报，及时调整施工方法，尽量减少空帮时间，快速掘砌通过。如空帮时间过长时，根据实际情况及时进行临时支护。（3）挖掘机在开挖前必须加保险绳（使用吊盘大抓绳进行悬吊挖机），人在工作面作业时，脚下必须采取铺板措施（铺板规格为长3m、宽2m、厚0.5m）及保险带生根于吊盘上下放的保险绳上，防止挖机及人陷于淤泥。（4）每个班组设专职安监人员对井帮进行巡回监测，严格落实责任。（5）加强井壁观测，注意井帮情况。队长、班长要时刻提醒施工人员注意井帮变化，对有疑问的井帮要及时通知施工人员避开此处，待处理好无隐患后方可靠近井帮。（6）根据挖掘地层情况，井壁周围采用井圈背板临时支护，减少和防止片帮。（7）在井下作业时，应至少2人配合作业，1人监护井帮情况，1人进行施工，防止发生意外，造成事故。（8）支护人员接班后先进行钢筋绑扎，形成环形保护圈。（9）在出渣期间，吊桶装渣装满系数不大于0.85，出矸时稳好罐。在卡渣时，罐内必须卡干净。出渣时吊桶底部渣土要安排专人清理。（10）严格执行交接班制度，特别是对上一班遗留的安全问题，现场必须交待清楚。（11）所有施工人员必须经过培训考核合格后方准上岗，酒后不得上岗。（12）本措施在施工前必须传达到每位施工人员，做到人人心中有数，并存档备查。（13）所有工作人员必须进行自保互保，做到“四不伤害”，同时必须按作业规程及相关规章制度进行施工。

5结语

通过科学、合理组织以及缩小施工段高、采取短段掘砌、加强临时支护等方式，最终安全顺利地完成表土软泥段施工。后期待此段混凝土井壁强度满足设计要求后，再合理布置注浆孔，优化注浆参数，对此段地层进行壁后充填加固注浆，保证井筒施工安全。

［参考文献］

［1］张福斌.白沅副立井软泥层段的施工［J］.建井技术，1987（3）：33-35.

［2］刘昭伟，刘璇.破碎松软岩层地段巷道掘进施工工艺探究［J］.科技创新与应用，2019，269（13）：132-133.

［3］马冠超.斜井冲积层软泥段特殊施工工艺［J］.建井技术，2013（6）：20-22.

［4］林建洪.软弱岩层地段井巷工程施工探究［J］.广东科技，2014（24）：124-125.

作者:李宣立 单位:中煤第五建设有限公司第三工程处