立井风积砂段施工探析和应用

《立井风积砂段施工探析和应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、立井风积砂段施工探析和应用　　【摘要】通过对立井风积砂段分析，运用综合施工技术，有效防止流砂等不良现象发生，顺利穿过风积砂段，对今后施工类似工程有一定参考价值。【关键词】风积砂流砂沉井综合施工技术1工程概况陕西华电榆横煤电有限公司小纪汗煤矿位于陕西省榆林城北西，隶属榆林市榆阳区小纪汗乡、岔河乡、马合镇管辖。煤矿设计生产能力为1000万吨/年，由中煤西安设计工程有限责任公司设计，采用斜-立井综合开拓方式、普通法施工。中央进风立井净径6.5m，垂深324m，支护形式为混凝土、钢筋混凝土砌碹，支护厚度为5

2、00mm，支护强度C40。2水文地质状况中央进风立井井区处于毛乌素沙漠的东延部分，井口位于第四系风积砂内，根据地质水文资料，风积砂段厚度13.07m，最大涌水量为28.51m3/h，风积砂呈灰黄、桔黄色及杂色，粒度以细砂、粉砂为主，含少量中粒砂，结构松散，风积砂段下部岩性以土黄色、棕黄色粉质粘土为主，含大小不一、形状各异的钙质结核，多以零散状分布，局部成层状，偶见浅棕红色古土壤层，较致密。3施工方案5根据地质水文资料，风积砂段含水层主要分布在9.28m以上，由于含水层为粉砂，在有涌水的情况下具有流动

3、性，流砂将给井筒施工造成很大的困难，而且还会对已成井壁和井架基础造成威胁。为此为了确保井筒风积砂段的安全顺利施工，确定使用井外疏干降水法。即：在井筒周围按设计施工一圈排水小井，小井深度根据井筒内含水层位置确定，将周围涌水进行拦截，形成降水漏斗，给井筒开挖创造良好条件，辅以井筒内超前小井掘进，井帮临时支护，短段掘砌等措施通过含水层。但降水小井施工完成后进行实际抽水试验，风积砂段正常涌水量达到130m3/h，在水位不能完全降下时，风积砂段下部会形成流砂层，采用井外疏干降水法施工将很难穿过该段地层。此时若

4、采用冻结法施工，工期及成本都将大大增加，经过施工方案比较，决定采用井外疏干降水法+沉井法的综合施工技术。4施工方法（1）降水施工：在井筒开挖范围外周边用小型工程钻机及其配套设备按半径15m施工一圈降水小井，来水方向小井间距3m，去水方向小井间距4m，深度15m，直径600mm，数量25个，再按半径19m在来水方向打10个降水小井，降水井间距为3m，与首圈水井成三花布置，深度15m，直径600mm，并按先后顺序1～35对降水井进行编号。5降水小井井壁管采用采用水泥管，壁厚50mm，外直径为385mm，

5、外包两层30目和40目的尼龙网，底部用尼龙网封死。水泥管2m以下部位采用颗粒磨圆度较好的4#砂（瓜子片）围填，围填部位从下至上进行（各井的围填高度根据含水层的顶部深度而定），在填砂部分以上围填粘性土止水，在地表以下2m以上采用优质黏土封孔。成井施工结束后，在降水井内及时下入潜水泵（功率：1.1KW、扬程30m、流量为10m3/h），安设排水管道及电缆，进行抽水试验，根据各种观测结果确定降水效果，最终决定下一步沉井施工。如果水位没有下降或下降不明显，就进行补打将水井，以增加降水效果。（2）外壁施工：经

6、过一段时间降水达到开挖条件后，进行井筒外壁施工。首先按荒径4.5m向下掘够1m，段高内适当做放坡处理。将底板平整后，在其外壁范围内铺设一圈50mm×150mm×800mm的垫木，然后按设计要求在垫木上立外壁外模，钢筋绑扎完成后，在垫木上铺设50mm×150mm×400mm垫架，垫架与垫木成60°夹角，沿刃脚圆弧对准圆心铺设。垫架形式见图1。5垫架铺设后，在垫架上按设计立外壁内模，为了防止浇筑混凝土时发生胀模或爆模情况，井壁内外模板必须采用16对拉螺栓紧固，并采用上、中、下三道抛撑进行加固，以保证模板

7、的刚度与整体稳定性。混凝土浇筑采用井口集中搅拌，直接溜槽对称入模，浇筑时必须连续分层进行，一次完成，不得留置施工缝。第一模浇筑高度控制在600mm左右，混凝土浇筑完毕后12小时内采取养护措施，其混凝土强度必须达到设计强度等级的100%后方可进行刃脚垫架拆除和下沉的准备工作。井内挖砂采用人工铁锹装罐、绞车提升的方式，挖砂时根据沉井中心划分工作面，挖砂分层、均匀、对称地进行。挖砂要点是：先从沉井中间开始逐渐挖向四周，每层挖砂厚度为0.2～0.3m，沿刃脚周围保留0.5～1.5m的砂堤，然后再沿沉井井壁每

8、2～3m一段向刃脚方向逐层全面、对称、均匀地削薄砂层，每次削5～10cm，当砂层经不住刃脚的挤压而破裂时，井壁便在自重的作用下下沉。待第一模井壁下沉1m后，开始进入第二模井壁的钢筋绑扎、支模与下沉工作。第二模浇筑完成后，后续沉井施工按照1m段高逐步下沉至设计要求的底板标高。沉井下沉的作业顺序：下沉准备工作→形成提升系统→挖砂下沉→井内外排水、降水→边下沉边观测→纠偏措施→沉至设计标高→核对标高、观测沉降稳定情况→铺设井内封底垫层→井口回填土。5（1）壁后注浆：12m井