青東礦風井井筒施工技術(shù)探討

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1、青東礦風井井筒施工技術(shù)探討摘要：介紹了青東礦風井井筒的施工概況和地層條件，探討了凍結(jié)井井筒外壁掘砌過膨脹粘土段的施工方法和對策，使井筒施工安全順利的進行，保證了井筒的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：井筒；膨脹粘土；施工技術(shù)　　　　1概述　　　　2007年6月13日，青東礦風井井筒凍結(jié)段已掘砌至垂深126.25m。根據(jù)青東煤礦風井綜合柱狀圖，在132.39m-147.55m和190.2m-211.9m粘土層的厚度分別為15.16m和21.70m。根據(jù)柱狀圖描述情況，其較為致密，塊狀、塑性大、抗壓、剪度低、凍脹量大，尤其是鈣質(zhì)粘土更為突出。為確保井筒安全、優(yōu)質(zhì)施工，需采取特殊技術(shù)進行施

2、工。　　　　2膨脹粘土層物理特性　　　　通過對國內(nèi)井筒過膨脹粘土層的調(diào)查、分析，根據(jù)膨脹粘土層的物理特性和賦存情況，對青東礦風井井筒過膨脹粘土層這一問題，組織了專家會議研討，探討對策。　　國內(nèi)有不少井筒固過膨脹粘土層所采取的對策不合適，致使井筒在該段出現(xiàn)不同程度的破壞，其主要表現(xiàn)為：井筒出現(xiàn)“V”字型、一字型、波浪型、垂直型、斜線型、“X”交錯型開裂，膨脹粘土擠出裂縫外流，使井壁開裂，井筒有效斷面減小，并影響井壁的質(zhì)量和安全施工，分析其原因，都是膨脹粘土的物理特性所致。　　青東礦井表土段采用的凍結(jié)技術(shù)施工，井壁溫度為-8℃，溫度低，粘土在低溫下凍脹力大。　　粘

3、土的膨脹性主要表現(xiàn)在：遇水膨脹和受壓塑性變形大。　　在累深132.39m～147.55m和190.2m～211.9m，該段地層為粘土層，其較為致密，塊狀、塑性大、剪度低、凍脹量大，尤其是鈣質(zhì)粘土更為突出。　　　　3過膨脹粘土層的支護機理　　　　由于粘土層的物理性質(zhì)為遇水膨脹、受凍膨脹、暴露時間愈長膨脹體積愈大、質(zhì)密、塊狀、較硬、剪度低，從其物理性質(zhì)及其影響因素入手解決問題。減少井壁水量、升高井壁溫度、縮短井壁暴露時間、快速施工、開挖卸壓槽、增強鋼筋混凝土強度等方式解決過粘土層的井壁支護問題。　　　　4過膨脹粘土段施工技術(shù)　　　　通過對粘土層物理特性的分析，對青

4、東礦井風井過粘土層所采取的技術(shù)如下：　?。?）施工中采用“先讓后抗、抗讓結(jié)合”的原則，快速通過粘土層。　　讓：在掘進周邊荒徑中，開切豎向卸壓槽，規(guī)格：寬150mm，深200mm，長度為一模段高，間距2m。其內(nèi)充填蘆葦笆，當粘土膨脹時，其膨脹土流入槽內(nèi)空間，體現(xiàn)出“卸壓”的效果。　　抗：提高混凝土的強度，原設(shè)計該混凝土強度為C40，改為C50；提高鋼筋布置的密度，原設(shè)計鋼筋間排距為寬250×250mm，改為150×150mm；在混凝土初凝時間上，添加早強劑，使混凝土的凝固時間提前，體現(xiàn)出“抗”的原則，使粘土出現(xiàn)膨脹時，能抗住膨脹壓力。　?。?）減少井壁暴露時間。

5、　?、僭诰蜻M方式上組織足夠人力、物力、機械強行快速臺階式掘進。先挖超前小井，使井筒中心超前小井低于工作面1m以上，防止井筒空氣與井幫溫差，融化井壁冰霜的淋水浸泡粘土。然后進行刷幫，釋放部分壓力。　?、谠诰蜻M上組織足夠的人力、機械強行挖掘，快速掘進，縮短大循環(huán)時間。　?、墼谥ёo上采用短段掘進，使用2.2m的小模板澆注,使掘進與井壁澆注的循環(huán)時間縮短，使凍結(jié)壁暴露時間控制在18小時以內(nèi)。　?。?）調(diào)節(jié)凍結(jié)方式，加強井筒外排凍結(jié)孔的流量，減少內(nèi)排孔凍結(jié)的流量，使總凍結(jié)流量不變，使井幫凍結(jié)溫度有所下降，減少粘土層的凍脹力，且不降低總凍結(jié)壁的厚度。　?。?）加強已暴露井壁

6、位移量的觀測，掌握粘土層膨脹速度。　?。?）在厚粘土層或膨脹粘土層中施工時，當井幫位移過快或膨脹量大時，在砼井壁與井幫之間鋪設(shè)25mm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。　?。?）提高鋼筋混凝土的強度。①提高鋼筆筋的配筋量，原設(shè)計鋼筋間排距為250×250mm，改為150×150mm；②提高混凝土的標號，原設(shè)計該混凝土強度等級為C40，改為C50；③添加高效復合早強劑，提高砼的早期強度，使砼的強度24小時內(nèi)達到設(shè)計值的50%以上，72小時內(nèi)達到設(shè)計值的80%以上。　?。?）進行凍結(jié)變形壓力、凍結(jié)壁變形、溫度、井壁鋼筋內(nèi)力等內(nèi)容的

7、監(jiān)測工作，用科學的方法和可靠的數(shù)據(jù)來指導施工。　?。?）必要時在井幫周圍挖6～8道深×寬=150×200mm豎向卸壓槽，槽內(nèi)鋪50mm厚泡沫板或充填蘆葦笆，以緩解凍脹壓力。　?。?）如井幫位移量過大時，每米增設(shè)一道20槽鋼井圈，加強外壁支護。井圈鋪設(shè)在鋼筋外側(cè)井幫上，再澆砼以抵抗砼凝固初期來自井幫的壓力。　?。?0）認真檢測井幫位移量。在井筒荒徑均勻布置四個檢測點，每個段高定時測量一次：按十字線方向測量直徑量，與原始直徑相比，算出井幫總位移量，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