料石砌碹斜井井筒起底刷扩施工技术

2022-12-02赵奎ZHAOKui

价值工程 2022年32期

赵奎ZHAO Kui

（中煤第一建设有限公司第十工程处，邯郸 056003）

1 工程概况

我处同安项目部施工的同安矿副斜井工程已施工完毕，副斜井井筒设计长度（斜长）727.009m，包括外延段（4.928m）巷道坡度为-8°。原工程施工时，原井筒支护形式为料石砌碹，为增加该矿井生产（轨道运输）系统及生产能力，特进行本次改造工作，改造内容主要为原斜井帮部下扩1500mm。

2 巷道布置及支护说明

2.1 巷道布置

本斜井井口坐标：X=4228977.408，Y=19562148.14，H=1243.957，井筒方位角为86°。

2.2 巷道断面设计

表1 副斜井井筒各断面巷道参数

2.3 支护

2.3.1 临时支护

因井筒扩刷需对原本料石碹体墙体下方进行刷扩，采用11#矿用工字钢作主梁，2 寸钢管作连接，100×100mm 金属网做棚体（2×1m/片），液压支柱作为棚腿，加工整体台棚作为移动防护措施，台棚每架2m 长，遇碹体整体粘结性不好或有垮落风险时，起底、刷大施工前必须先架设台棚，施工人员始终在台棚下方作业，所有作业人员严禁在台棚外裸露处施工，即便出现塌落现象也可起到保护作用。

对于料石碹体没有灌浆的区域，采用混凝土喷射作为一次支护，通过一次支护增加原井壁整体性，喷射厚度以不小于设计断面为标准。

2.3.2 永久支护

①表土层永久支护。表土段采用钢筋混凝土支护，混凝土壁厚0.4m，基础深度250mm。钢筋外沿保护层为70mm，内沿保护层厚度为50mm。钢筋使用横筋为直径22mm 螺纹钢，纵筋为直径18mm 螺纹钢，联系筋为直径6mm 圆钢，混凝土强度为C30。铺底厚度200mm，强度等级C15。

②基岩段永久支护。采用锚网喷支护，混凝土壁厚100mm，强度为C20。锚杆使用直径22×2400mm 螺纹钢，每根锚杆使用一卷K2335 型和一卷Z2360 型树脂锚固剂。托盘采用蝶形托盘，托盘型号为0.15×0.15×0.01m；间排距0.8×1.0m；使用菱形网，网孔0.05×0.05m，绑扎间距0.2m，使用16#绑丝绑扎，三花布置。

3 施工方法及施工工艺

3.1 施工方法

①副斜井施工为下山巷道，出于对原料石井壁作用力分析，为保证原料石井壁的稳定以及施工过程中安全等施工因素影响，副斜井刷扩采用由上而下，先施工中间部分，后两帮迈步施工。

第一步刷扩施工以井筒中心为准向两帮各开挖宽30×1×1.5m（长×宽×深），两帮各留0.6m 厚的保护层，表土段采用风镐施工，耙矸机（耙斗机利用帮锚及地锚牵引稳固于巷道中央）进行出渣，施工30m 后前移耙矸机，采用侧卸式矿车配合耙矸机出矸，耙矸机施工作业时，耙矸机后刷帮与及混凝土支护平行作业，矿车运行范围内严禁有人作业。刷帮及挖基础时利用事先制作好的支退对原料石碹支撑，支腿每0.7m 布置一组，支腿柱帽采用10mm 厚钢板加工制作，上部规格0.3×0.3m，下部规格0.35×30.35m，支腿使用两根直径50mm 钢管采用焊接方式与钢板连接。刷帮时首先挖够放置支撑柱的尺寸，将支撑柱放稳背实后继续沿支腿向一侧刷扩，每刷扩段长0.7m 放置第二根支腿，挖至1400mm 位置时放置第三根支退（必要时在接茬处多加一根），每刷扩施工段长1.5m 向前迈步至下一施工地点（迈步距离为3m），每个基槽1.5m 长。上述工序完成后的基槽进行，钢筋绑扎混凝土施工，以此施工方法逐次循环作业。

由于井筒内原有排水管路锈蚀严重，为保障排水系统畅通，施工过程中拆除原有管路，架设永久排水管路配合软管与未更换管路对接，施工至井筒底部时永久管路一并更换完成。

②躲避硐施工。根据副斜井设计每40m 有一个净高2m，净宽1.5m，净深1.5m 的躲避硐，采用一次钢棚支护+素混凝土浇筑进行支护，混凝土浇筑厚度250mm。施工至躲避硐位置时，采取人工分层开挖料石，从下至上，施工300mm 深后先架设一架钢棚，挖至设计尺寸后架设第二架钢棚，钢棚间距800mm，然后进行立模浇筑。附图：施工平面示意图如图1、断面示意图如图2。

3.2 工艺流程

表土段采用风镐施工，人工风镐掘进困难时采用放松动炮，基岩段炮掘起底，采用人工配合风镐刷帮。

表土段工艺流程：刷扩中间部分→返回施工段长起点→刷扩一帮→绑扎钢筋→立模浇筑混凝土，迈步刷扩另一帮支护→进入下一循环。

基岩段工艺流程：打眼→放炮→出矸→风镐刷帮→打设锚杆→喷射混凝土→进入下一循环。

4 支护工艺

4.1 支护材料

①锚杆采用规格为：Φ22×2400mm，锚杆外露长度30-50mm；高强托盘，规格150×150×10mm。间排距：800mm×1000mm，菱形布置。

②金属网为菱形网，网格0.05×0.05m，网片规格为1000×4000mm（菱形网是成圈的），铁丝绑扎。

③喷射混凝土使用水泥为Po42.5 普通硅酸盐水泥，砂为中粗河砂，碎石使用规格为粒径5～10mm 骨料，速凝剂掺入量为水泥用量的4%-5%，人工在上料口处均匀加入速凝剂。拌料要按实验室给出的配合比报告进行拌合。

④砼采用商品混凝土，矿车运至井下使用。

4.2 施工工艺

4.2.1 表土段支护

钢筋混凝土支护，每个墙体基础坑长1.5m，每个基础坑需要混凝土0.9m3，根据现场实际情况决定浇筑数量。浇筑施工如下：

4.2.1.1 钢筋绑扎施工工艺

按照设计要求对已挖好的墙体基础坑绑扎钢筋，间排距300mm×300mm，联系筋间排距600mm，绑扎完毕后进行验收，合格后稳模板，准备砼浇筑。可将绑扎用的钢筋钩子制成300mm 长，作为绑扎过程中的尺寸用，以随时控制钢筋绑扎之质量。

4.2.1.2 稳股腿模板

采用10#槽钢制作整体模板，每块长1.5m。待底脚清理夯实后，便可稳股腿，架设模板施工，根据中腰线架设股腿，股腿安设完后再加固股腿，确保无误后上模板，要保证表面平整没有缝隙。每次支模前人工将模板表面清理干净，然后在模板表面刷油，对变形和损坏的模板进行修整或更换，以防因模板而影响混凝土质量。

4.2.1.3 浇筑砼施工

①准备工作：使用商品砼，与商品砼站签订使用合同，提前24 小时报告浇筑使用量备料。计划好用灰时间，提前通知商混站开机搅拌，商混车到达后，开始浇筑。

②浇注混凝土的工艺要求。

1）砼配合比：配合比由商混站配料进行送检，实验室检测合格后方可使用。

2）砼使用专用车辆运至井口，砼经随车卸料槽装入V型矿车，由提升绞车送至施工地点，人工入模，作业时要分层振捣。砼模温度不得低于规范要求。

③浇筑砼。

浇筑砼时，从下向上依次浇筑，砼入模后，用插入式风动振捣器振捣，每班指定专人负责振捣密实，每次浇注砼厚度不得超过300mm 为宜，振捣分布间距一般不得大于400mm，振动时振动棒不要碰到模板，不得有漏振和欠振现象，防止出现蜂窝、麻面。

为保证砼质量，要严格控制混凝土配比和混凝土入模温度，在砼料进入模板后必须安排专人监视负责观察模板变化，如发现跑模、模板错位及时采取措施重新稳模进行加固。

④拆模。

模板拆除时砼强度应能保证其表面及棱角不受损伤。一般为同条件养护试块强度达到95%时，由甲方及监理批准方可进行拆模。

⑤浇筑质量。

混凝土作业前应检查模板支设是否牢固可靠，混凝土振捣要均匀密实，无蜂窝、麻面。

浇筑混凝土工艺流程：准备工作→支设模板→浇筑混凝土→清理→开始下一循环。

4.2.2 基岩段施工工艺

4.2.2.1 锚杆安装工艺

①准备工作。

1）作业前要仔细检查原料石碹稳定情况，如出现料石碹开裂、鼓起等影响施工的情况，必须处理完后才能进行作业。

2）施工前要检查工器具是否完好，开关、气腿等是否完好、灵敏，严禁带病作业。

3）连接风管前所有的操作手柄必须处于关闭位置。

4）风、水等连接管必须吊挂在巷帮，各管路连接必须施工专用的直通和U 型卡进行连接。

②铺网、钻孔施工。

施工前，由班组长检查井筒断面规格是否符合设计，断面规格不符合设计要求时应先进行整改；作业前要检查作业地点顶、帮围岩情况，经检查不存在安全隐患后，进行网片安装，网片铺设要平整。锚杆布置应符合施工验收规范，锚杆眼孔、方向是否符合规范允许偏差范围内。

③安装锚杆。

安装前，应将眼孔内的积水、岩粉用扫眼器吹扫干净。吹扫时，操作人员应站在孔口一侧，眼孔方向不得有人，把2 卷树脂锚固剂送入眼底，把锚杆插入锚杆眼内，使锚杆顶住树脂锚固剂，使用专用注锚器带动杆体旋转将锚杆旋入树脂锚固剂，对锚固剂进行搅拌，直至锚杆达到设计深度，搅拌旋转时间大于35 秒后，卸下注锚器，挂好网，上好托盘，拧上螺帽，12 分钟之后，拧紧螺帽给锚杆施加一定预紧力，拧紧力矩不小于100N·m。

4.2.2.2 喷射混凝土

①准备工作。

1）检查锚杆安装和网片铺设是否符合设计要求，发现问题及时处理。

2）将作业现场不使用的物料移开，喷浆管敷设要平、直、不得有死弯，接口严密，不得漏风。检查机械是否完好，检查完后不带负荷试运转，紧固好磨擦板，不得出现漏风现象。作业人员要正确使用劳保用品。

②喷射混凝土的工艺要求。

1）喷砼干料的拌制与输送。

地面搅拌，矿车运输至喷浆机处。

2）砼喷射。

喷浆机安装距离喷射地点不得大于25m。

在喷射过程中随时上料随时按配合比添加速凝剂。

喷射顺序为：先墙后拱，从墙基开始自下而上划圈进行喷射，喷枪头与受喷面应尽量保持垂直。喷枪头与受喷面的垂直距离不得大于1m。

作业前，应施工用高压水冲洗受喷面，挂标志线，喷浆机操作人员与喷浆手联系好，控制好风压及水量。作业过程中观察骨料输出量的大小，控制水量的大小，保证水灰比准确。

③喷射工作。

喷射工作作业前，应首先在喷射地点铺上旧风筒，便于收集回弹料，一次喷射完毕，应立即收集回弹物，并应将当班拌料用净。当班喷射工作结束后，必须卸开喷头，清理水环和喷浆机内外部所有灰浆或材料。

④喷射质量。

喷射前必须用高压水冲洗岩面，喷射过程中应根据出料量的变化，及时调整给水量，保证水灰比准确，要使喷射出混凝土无干斑，无流淌，粘着力强，回弹料少。

5 装载及运输

5.1 装岩方式

巷道刷扩掘进施工中，人工风镐挖掘，前30m 采用B60 耙矸机出土（矸）至地面，30m 后采用耙矸机装至侧卸式矿车用绞车提升至地面。

5.2 运输方式

施工中前30m 采用B60 耙矸机出土（矸），及人工运料，30 m 后采用耙矸机装至侧卸式矿车用绞车，提升系统选用JK2.0*1.5 绞车，配备ϕ21.5mm 钢丝绳。

6 主要施工安全技术措施

①作业前，由队长负责组织，由技术员负责传达批准的斜井井筒掘砌施工作业规程。传达后进行考试、签字，成绩合格方可下井作业。不合格的人员必须补考，补考合格后再下井作业。因休班等不在岗人员上岗前必须进行学习，并考试合格。②施工前，测量工必须提前给出井口开口位置，标定好中腰线，施工单位严格按线操作。③所有施工人员必须严格施工作业规程进行作业，并按照“检查上道工序、保证本道工序、服务下道工序”的质量控制原则，规范各工序施工，保证工程质量及施工过程安全。④严格执行瓦斯检查制度，瓦斯检查员每班至少2 次检查工作面、回风流瓦斯及有害气体状况；并做好记录，严禁空班漏检，瓦斯、有害气体超限要停止工作并及时汇报，及时采取措施。⑤施工过程中必须严格按照作业规程进行布眼、装药、封孔。⑥在工作面后方安装一台瓦斯断电仪，工作面风筒出风口后3-5m 处的对侧和回风流入口处各安装一个瓦斯探头，以确保当发生瓦斯集聚的情况时及时、准确的的发出报警，并切断工作面的所有电源。⑦巷道高冒处（超过1m），留设压风三通，采用压风管对高冒处进行通风，杜绝瓦斯超限。⑧起底过程中发现帮部有密闭或采空区巷道时，停止工作，瓦斯员检查瓦斯情况，有异常时采取措施，加强通风，消除隐患后，方可进行作业。⑨施工过程中必须经常检查作业地点围岩情况，并经常性敲帮问顶。⑩每作业前必须进行安全检查，在保证安全的情况下，方可作业。11○在围岩不稳定、易风化、易冒落、顶板破碎等围岩条件下作业时，先喷射砼50mm 厚封闭围岩，等喷射混凝土初凝后，再进行打锚杆、挂网作业。12○当遇到原料石碹开裂等现象时，及时由建设单位沟通更改支护方式。13○距迎头100m内应存放不少于5 架棚的物料。