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1、三元煤业南翼风井井筒冻结表土段外壁掘砌施工安全技术措施一、 工程概况三元煤业南翼风井井筒设计总深度为 370.0m，净直径为 5m，采用冻结法施工，冻结段施工深度为 250m，其中冻结表土段深为191.6m；其中 0-10m 段为临时锁口段，采用素砼支护； -10m-191.6m 段外壁净直径为 5.9m，采用单层钢筋砼支护，井壁设计厚度为 400mm，其中砼厚度为 350mm，双层聚苯乙烯泡沫塑料板厚度为50mm。砼标号：锁口段砼标号为 C40，-10m-191.6m 段砼标号为C40。钢筋：-10m-191.6m 段，竖筋 18300，环筋 20300。泡沫塑料板：-10m-191.6m
2、厚度为 50mm（双层） 。附：风井井筒表土段平、剖面图及钢筋绑扎规格图。二、 冻结段工程地质及水文地质1、冻结段工程地质根据风井检查孔柱状图显示，冻结段所穿过地层主要为第四系（Q） ，其中第四系表土层总厚度为 191.6 米。岩性主要为粘土、砂质粘土、粉土、粉砂及细砂。上部以褐色及灰黄色粉土为主，具孔隙，含植物根茎及少量钙质结核等。下部以褐色、灰绿色及棕红色粘土、粉土互层为主，中间夹薄层粉、细砂岩。粘土中多含动物碎片，局部含钙质结核及少量砾石；细砂分选较好，局部夹薄层中砂。2、冻结段的水文地质依据风井检查孔柱状图提供，上部第四系松散层及风化带存在弱含水层段，岩性主要为粉、细砂。在冻结段的施工
3、中要通表土含水层和基岩风氧化带，但因采用冻结法施工，出水量不是很大，在此不作重要考虑。三、 施工方案风井井筒穿过 191.6m 表土层，58.4 m 基岩风氧化带，对该段采取冻结法施工，施工方案如下:1、对于风井井筒冻结段表土段外层井壁施工主要采用人工挖掘未冻土，风镐、风铲挖掘冻土，NZQD0.6 型长绳悬吊抓岩机装矸，利用变径液压下行整体金属模板短段掘砌混合作业的施工方案。砂土层掘砌段高为 4m，粘土层掘砌段高控制在 1.2 4m，如遇铝质粘土根据实测位移量的大小，为减少井帮暴露时间，掘砌段高可控制在 1.22.0m，根据现场施工情况，优化掘砌段高。2、根据风井井筒的冻结方案，预想深层表土层
4、段可能被全断面冻结，施工中拟采用全断面控制松动爆破，风镐刷帮整形的施工方案，掘砌段高控制在 1.24m。3、冻结基岩段主要采用控制光面爆破，配合风镐刷帮，短段掘砌混合作业的施工方案，掘砌段高为 4.0m。4、基岩风化带由于岩石破碎，施工中拟采用打浅眼放小炮配合风镐刷帮整形，锚、网作为临时支护，短段掘砌混合作业的施工方案，段高为 4.0m。四、 冻结段施工方法1、冻结表土段掘进冻结表土段的施工方法：冻土未进入荒径，采用中心超前分层分区台阶式挖掘法，工作面的水引入小井中，用吊桶排出。冻土进入荒径 200mm500mm 时，可全断面一次挖掘，风镐刷帮，人工装土。冻土进入荒径 10002000mm 时
5、，可用多台风镐、风铲挖土，人工装土。对风动机具挖掘困难的岩土层、砾石层可采取少装药的松动爆破进行破土。2、钢筋和泡沫板施工风井井筒上部 10m 为临时锁口，垂深-10-191.6m 段外壁为单层钢筋混凝土井壁，外壁设计净直径为 5900mm，壁厚 350mm，砼设计标号为 C40。在垂深-10.0-240m 段铺设两层总厚度为 50mm 泡沫板；掘够施工段高后，首先下放模板刃脚部分，并操平找正。根据冻结段设计要求铺设泡沫板，并将泡沫板固定于井壁上，然后绑扎钢筋，钢筋的搭接长度,竖向钢筋不小于 30d,环向钢筋不小于 30d.钢筋布置间距详见风井井壁配筋图。3、模板施工风井井筒外壁为现浇钢筋砼结
6、构，采用下行带刃脚整体金属模板砌筑。砌壁前，用手动葫芦将刃脚放至掘进工作面上方，调整并找平后，铺设外部泡沫板和施工钢筋，然后启动地面 4 台稳车将直筒模板下放并座落到刃脚上，当直筒模板按测量所井筒中心线找正后即可进行砼浇筑。4、外壁砌筑及工艺流程（1） 、砼浇筑当外壁模板找正后，即可进行外壁砼浇筑工作。砼浇筑采用1.6m3 底卸式吊桶运送，吊盘上设分灰器分灰，砼经活节管入模。浇筑砼采取分区对称分层浇筑。每次浇筑高度不大于 300mm，用震动棒振捣，并在连续时间内完成一个段高。砼接茬部分要用砼充填饱满密实，接茬窗口小门要固定牢靠并用楔子楔紧，保证砼接茬质量。工艺流程:冻土挖掘测量规格稳牢找平刃脚
7、模板铺泡沫板施工钢筋退稳直筒模板并找正退吊盘至浇筑口上下分灰器活接管浇筑直模砼封口提分灰器活接管提吊盘清理。（2） 、砼的配合比冻结段外壁砼在施工中砼设计标号为 C40；砼配制采用 42.5 普通硅酸盐水泥。砼标号 水灰比（W/C） 配合比（水泥 砂子石子）C40 0.40 11.512.8由于前期施工准备使用商砼，所以上述砼设计标号 C40 配合比为初步设计配合比（在此仅做为参考） ，待三盘吊挂以后，实验室作出配合比实验以后，再对上述数据进行调整，根据调整后的配合比，进行井壁砼的搅拌。（3） 、对支护材料的要求1）石子：选用粒经 2040mm 石灰岩碎石，级配合格，不宜采用风化石，针状结构颗
8、粒含量不大于 1%，泥土和杂质含量不大于碎石重量的 1%；硫化物和硫酸盐含量不大于碎石重量的 1%。2）砂：中粒河沙，砂子中泥土和杂质含量不超过 3%，硫化物和硫酸盐含量不超过 1%；云母含量不超过 2%。3）水泥：选用标号为 42.5R 的普通硅酸盐水泥，每进一批水泥必须有厂家出厂合格证及水泥化验报告单，变质及过期的水泥（超过三个月）不得使用。4）钢筋：钢筋采用级钢筋，每进一批钢筋，必须有出厂合格证和化验单，每批次钢筋按要求做材质检验，不合格的钢筋严禁使用。5）水:使用饮用水（4） 、砌壁技术要求1）拌合物的运送时间不得超过 45 分钟，超过时必须重新拌合，砼入模温度应控制在 150C 以上
9、。2）制砼配合比时，允许偏差不得超过下列规定：水泥1%，骨料5%，水2%，称量要准确，并经常检查核对。3）石子、砂要符合要求，砂的含泥量不大于 3%，石子的含泥量不大于 1%。4）砂、石子的含水率要经常测定，含水量在配制砼水灰比中要扣除。5）浇筑砼过程中，临时停工不得超过 2 小时，超过时按接茬缝处理，即将砼接茬打出毛面，然后用水冲洗干净，铺一层细面砼或高标号砂浆，然后继续浇筑。6）外加剂的用量必须严格控制，设专人按量供应，按要求使用。五、作业方式与掘砌段高冻结段外壁采用短段掘砌混合作业方式。掘砌段高取决于围岩的物理特性、冻结技术参数、施工方法及围岩暴露时间等因素，选择合理段高以保证施工质量和
10、安全，根据以往冻结井筒施工经验，正常段选用 4.0m 掘砌段高，在施工中若遇到粘土、钙质粘土、铝质粘土及断层破碎带，为减少岩层暴露时间，根据冻结壁强度和实测位移结果来调整模板高度，掘砌段高调整为1.2m2.0m，必要时采用锚、网、喷作为临时支护，并及时浇筑砼进行永久支护。六、劳动组织及进度指标1、劳动组织：冻结段施工采取综合掘进队组织形式，直接工为“四、六”制，需要加快进度时，根据实际情况可以调整成“滚班作业制” 。 ，辅助工为“三八”制。2、指标、工期：冻结段外层井壁掘砌：20 小时一掘砌循环，循环进尺为 4m。 七、辅助系统1、井架根据井筒直径、深度、悬吊设备的类型、数量、悬吊方式等情况，
11、本着安全承担施工荷载，保证足够的过卷高度、角度、跨距的天轮平台尺寸，满足入井材料设备与悬吊掘进设备、天轮布置需要的原则，选用型金属井架。2、提升系统井筒外壁净直径 5900mm，表土段外壁深度 191.6m，采用型井架，采用一套单钩提升，冻结段选用 3m3吊桶，提升设备选用 JK-3.0/(11.5/20/30)型绞车，提升钢丝选用 187-30-1770 型不旋转钢丝绳，即可满足风井井筒冻结段外壁施工需要。3、排水系统在冻结段外层井壁施工中，因采用冻结法施工，施工井筒中心面始终超前于掘进工作面，工作面少量积水可引入超前小井，通过吊桶排至地面。4、压风系统在地面设置一座压风机站，已安装一台 5
12、L40/8 型、两台5L20/8 型压风机，即可满足风井井筒冻结段外层井壁施工用风需要。5、供电系统地面 6KV 临时变电所已形成并正式运转，能够满足冻结段外层井壁施工用电要求。6、信号、通信、照明、及放炮设施凿井期间，提升系统采用 KJTX-SX-1 型煤矿井筒通信与信号装置，电缆采用多股铜芯单根改装通讯电缆。照明电缆选用 V-36+16 型橡胶矿用电缆，利用吊盘主绳悬吊。在井底、吊盘、井口信号房、绞车房设置声光信号，形成完善的信号系统。吊盘下设防爆投光灯，做为井底工作面施工用。7、通风系统采用压入式通风方式，选用两台（一台使用、一台备用）215KW 对旋式风机，一趟 600 胶质风筒向井筒
13、工作面压入式通风即可满足需要。选择 619-12.5-155-I 型左右捻钢丝绳各 1 根，采用井壁吊挂，上端固定于封口盘梁上，井筒内每 2030m 在井壁上固定一次，多余钢丝绳置于吊盘上层盘，并且采取措施固定好，以防向下坠落。8、吊盘（1）吊盘采用双层金属吊盘，吊盘主盘盘径 4.7m，附盘盘径为5.6m，盘高 3.5m。吊盘设有信号、照明灯等装置。（2）吊盘的悬吊采用 4 台 JZ-10/600 型（其中 2 台兼作稳绳稳车）稳车悬吊。悬吊钢丝绳选用四根 619-28-1770 钢丝绳悬吊（其中两根兼作稳绳） 。9、砼搅拌及输送（1） 、砼搅拌在风井井口附近安装一套自动上料，自动电子计量的砼
14、搅拌站，为了保证砼强度和较大的流动性，砼中加入适量的早强剂和减水剂，冬季施工时，采取水加温措施。（2） 、砼输送根据现场实际情况，可将搅拌机拌好的砼直接倒入 1.6m3底卸式吊桶，然后用提升钩头下到吊盘上，然后通过分灰器、活节管流入模板中。10、翻矸及排矸采用座钩式自动翻矸，配备 2 台 QD35 型 JN1517T 自卸式汽车排矸，翻矸台启闭绞车为 JM-1 型，矸石排至指定矸石山处。八、质量保证措施1、认真学习行业质量技术规范，严格按规范要求进行质量评定与验收工作。2、认真落实“三工序”作业制（检查上工序，保证本工序，服务下工序） ，使工程质量始终处于监控状态。3、建立健全质量自检、互检和
15、上级检查相结合制度，认真填写质量检查日志，一旦发生质量事故，必须认真分析原因，落实责任制，制定整改措施。4、加强原材料的验收和检验制度，不合格产品禁止使用。5、合理选择掘砌段高，浅部谨防冻土片帮、抽帮，深部保证冻结壁厚度及强度，井帮暴露时间不能超过 24 小时，冻结壁经向位移小于 50mm，严防断管和挤坏井壁事故。6、建立砼集中搅拌站，使用自动计量站，根据实验配合比确定计量时间，严格按计量时间搅拌，建立质量监督小组，原材料进场、砼配制、搅拌、下料、浇注、振捣等，全过程实行严格监控。7、采用 1.6m3 底卸式吊桶运送砼，砼入模对称浇注、振捣。实行分片包干，挂号记名责任制。8、合理添加砼外加剂，
16、提高砼早期强度。9、钢筋端头的锈皮、泥沙、油污等杂物应清理干净，并认真检查钢筋有无断伤等现象。九、质量标准要求和技术管理一）质量标准要求1、组织工人、技术人员进行技术培训，使集团公司的质量方针：“精心施工、精细管理、精诚合作、精品奉献”深入人心，提高全员质量意识，全面推广 ISO9002 质量管理体系。2、建立行之有效的质量保证体系和质量管理目标，保证井筒的工程质量全部合格，其中优良品率达到 80%以上，争创全优工程。3、认真落实“三工序”作业制（检查上工序、保证本工序、服务下工序） ，使工程质量始终处于受控状态。4、掘砌与冻结、科研密切配合。合理选择掘砌段高，浅部谨防冻土片帮、抽帮，深部要保证冻结壁厚度及强度，井帮暴露时间不超过 24 小时，冻结壁径向位移小于 50mm，严防断管和挤坏井壁事故
