主井壁座、压缩井壁及套内壁施工探究

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【摘 要】国投新集能源股份有限公司杨村煤矿主井壁座、压缩井壁及套内壁施工情况进行了总结介绍，该矿在施工过程中经过了精心准备，严格管理，取得了很好的施工效果。

【关键词】主井壁座；压缩井壁；施工

1 工程概况

杨村煤矿隶属国投新集能源股份有限公司，矿井设计生产能力500万吨/年，立井开拓。主、副、风井三个井筒均在同一工业广场内，其中主井井筒设计净直径Ф7.5m，井深986.7m。冻结深度723 m，冻结段掘砌井深713m，基岩段掘砌井深273.7m，表土段和风化基岩段采用冻结发施工。主井第一个壁座位置在绝对标高-530.1～-540.1m，压缩井壁安装位置为-512.3m，套壁段为-530.1～+3.7m。2013年7月20日开始进行壁座爆破掘进作业，10月21日套内壁施工结束，共用时3个月。施工期间施工单位合理组织施工，矿及监理对现场的安全及质量严格把关，未发生一次安全事故，井壁工程质量达到全优。

2 施工前准备

施工前编制了《杨村煤矿主井井筒壁座施工安全技术措施》、《杨村煤矿主井可压缩井壁安装施工安全技术措施》及《杨村煤矿主井井筒冻结段内壁套壁施工作业规程》，并贯彻到施工现场的每个人。矿制定了严格的关键工序验收制度，责任到人，实行关键工序现场24小时全程跟班制。

3 施工方案

3.1 壁座施工

杨村煤矿主井壁座总厚度为2303mm，混凝土强度等级为C75，采用钻爆法施工，使用XFJD-6.10型伞钻钻眼，选用T210防冻水胶炸药，周边眼、掏槽眼及辅助眼使用Φ45×500mm×0.75kg药卷连续装药结构，使用直眼掏槽方式掏槽，实现中深孔光面爆破。壁座掘进至设计深度后，必须使用C40混凝土进行底板封底，封底厚度为200mm。因主井壁座为整体浇筑段，10m壁座一次掘进到设计深度后再进行绑扎钢筋，施工中为防止片帮，及时采用锚网临时支护。临时支护采用Φ20×1200mm螺纹锚杆。为确保打锚杆时冻结管不被破坏，主井工程管理人员提前组织冻结单位、凿井单位沟通，并由冻结单位提供壁座位置的详细冻结孔实测偏斜图，将离井帮较近的孔由冻结单位提前在井帮上用红漆标示清楚，防止打锚杆眼时击穿冻结盐水管，正式由于主井准备工作超前、全面，壁座支护时未打穿一根冻结管，节约了投资。

主井壁座施工打破了传统的施工思路，竖筋绑扎由以前的从下向上绑扎改为由上往下绑扎，调整后能确保钢筋绑扎的质量，达到了横平竖直的效果，有利于钢筋间距的控制。因主井壁座设计的钢筋为四层，针对现场的施工情况，综合考虑钢筋绑扎的施工安全、质量、工序安排及便于C75混凝土振捣，先依次绑扎最外层三层钢筋，第四层钢筋每次绑扎的高度视模板高度而定，施工过程中达到了即能保证安全质量，又便于操作。每模浇满混凝土后（混凝土最少离模板上口200mm），才能剔除模板的支撑。每模和每模之间工序转换时间过长情况下，必须在混凝土表面进行凿毛处理。壁座厚度为2303mm，振捣难度大，浇筑混凝土前提前检查振捣泵的完好性及备用情况，四台使用，两台备用。振点分布每400mm位置插入振动棒一次，快插慢拔，振捣均匀，振捣要适度，振捣时间为15～30s，以见砼表面出现浮浆即可。振捣期间矿及监理在井下全程监督。

因壁座为10m整体浇筑段，施工中安全监管尤为重要。爆破掘进后，发现临时支护的网片被崩坏，需及时恢复。吊盘与井帮之间间隙大，绑扎钢筋前必须做好相关安全设施。上、中、下三层吊盘四周采用3寸（长为500mm）钢管焊接，然后采用2寸（长度为2.2米）钢管一头套入3寸钢管内，一头搭接在外层钢筋上并使用8#铁丝绑扎牢固，搭接长度不低于200mm。然后在钢管上铺设大板，大板规格为3×0.5×0.07m，大板采用8#铁丝与2寸钢管链接牢固。在三层吊盘靠近主梁位置使用4寸（长为0.3米）钢管与主梁焊接牢固，存放使用的工具，工具在使用时，必须留绳， 整个壁座施工共用时18天3小时。

3.2 压缩井壁安装

按照设计要求，主井井筒施工过程中，在-539m的水平位置安装了可压缩井壁结构，其目的是解决矿井在生产过程中，地层因疏水沉降，产生一个作用于井壁上的径向附加力问题，利用可缩井壁释放轴向附加力，防止对井壁产生破坏。主井内壁中安装压缩井壁是国投新集所有矿井中第一次安装压缩井壁，公司及矿领导高度重视。矿从压缩井壁制作、安装、验收等每个环节安排专人负责。

因压缩井壁主件为6块，每块尺寸为长4850mm×宽1578mm，重约5吨，为确保压缩井壁主件能安全顺利通过井下吊盘喇叭口，编制压缩井壁施工安全技术措施前，矿主井技术人员组织安装单位及凿井单位技术经理下井共同查看施工现场，确定压缩井壁的入井的方案，并详细核算起吊用具如钢丝绳、索具的受力情况，选择合适的钢丝绳及索具。压缩井壁进场前，由矿组织凿井单位、安装单位、监理及矿相关部门参加，针对压缩井壁进场、下放、安装及验收等问题进行沟通，特别是安装压缩井壁期间凿井单位协助安装单位的配合问题进行了明确的分工。因压缩井壁的焊接要求高，主井技术人员针对施工中每个环节的验收要求及时向安徽理工大学地下工程结构研究所姚直书老师请教，严格《杨村煤矿主井可压缩井壁安装施工安全技术措施》施工。

压缩井壁安装期间，矿主井技术人员、机电人员及监理人员实行24小时跟班，对压缩井壁安装时下部钢垫板的水平度、腔内焊接、法兰封闭、防水板的焊接及沥青浇筑每道工序进行现场验收合格签字后才能进行下一道工序的施工。特别是热沥青浇筑期间，浇筑的速度要适应，当沥青从出气孔溢出，等待一段时间后加入沥青，反复循环直到沥青有规律的缓慢上升，即表明压缩井壁腔内的 充填已达到设计要求。同时将下垫板与主弧段的连接环焊缝焊满。为确保压缩井壁与上部内壁的连接的接触面，压缩井壁焊接组装完毕后，在盘上部竖向布焊30块50×50×20mm钢板，均匀布置，使得上部井壁与压缩井壁能够更好地密切链接。

整个压缩井壁从入井、安装、验收结束共用时4天，整个施工过程中安装单位和凿井单位紧密配合，没有出现因配合问题而影响施工进度，每道隐蔽工程由矿主井、机电、监理及安装单位共同压缩，并保存了隐蔽工程照片。为后续主井压缩井壁井壁的竣工验收收集了基础资料。

3.3 内壁施工

2013年8月7日主井开始进行套内壁施工，于2013年10月21日圆满完成563.1m的套内壁施工任务，历时74天（含压缩井壁施工4天），主井套壁施工前矿召开了专题会，从安全、质量、进度等各方面充分考虑。

井筒套壁是连续施工作业，主井套内壁施工采用四层盘立体交叉作业，施工中的防坠问题尤为重要，通过比较其他矿井套壁期间安全管理，主井套内壁期间在三层吊盘与内壁内缘空隙之间增加折页板，按照折页方式与吊盘进行连接。折页板尺寸为240×300mm，使用材料为5mm厚的花纹钢板，共需要74块。折页板与吊盘接触面积不小于折页板面积的1/4，使用M16×60mm的螺丝连接固定。当吊盘位置固定时，折页板盖在三层吊盘与内壁之间的空隙上，防止三层吊盘坠物掉到四层盘，

当吊盘需要提升时，将折页板掀开，便于吊盘提升，吊盘到达预定位置后，重新覆盖折页板。四层盘和三层盘之间的行人通道采用安全爬梯代替了其它矿井的吊栏提人，确保了四层吊盘与三层吊盘之间的行人安全。施工期间所有的使用工具必须留绳，由于主井套壁施工的各安全细节控制到位，套壁期间主井安全平稳，得到了公司及矿领导的认可。

参考文献：

[l]徐永圻.煤矿开采学[M].徐州：中国矿业大学出版，1999.

[2]江军.立井井筒深厚冻结表土段快速施工实践[J].建井技术，2008（12）.

作者简介：

李涛，（1984―），男，安徽淮南人，毕业于安徽理工大学，现工作于国投新集能源股份有限公司杨村煤矿，采矿工程助理工程师，主要从事主井井筒技术管理工作。