立井井筒特厚風積砂層施工技術

滕孔連

摘 要：分析了立井井筒過特厚風積砂層施工難點，論述了母杜柴登主井井筒過特厚風積砂層的施工方法、工序轉換及采取的綜合措施，保證井筒施工質量、安全，并快速掘砌。

關鍵詞：立井井筒；特厚風積砂層；吊掛井壁

中圖分類號：TD262 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0104-02

1 概況

母杜柴登主井位于內蒙古自治區(qū)呼吉爾特礦區(qū)東部，烏審旗圖克鎮(zhèn)東南部，毛烏素沙漠東北部，地表半流動的新月形沙丘鏈遍礦區(qū)。井筒表土層為風積砂，厚度129.2m，由灰黃色、黃褐色中細砂、粉細砂組成，結構松散，為孔隙潛水含水層，富水性中等，透水性能良好，與大氣降水的水力聯(lián)系密切，地下水位埋深度3.3m。

主井井筒設計為立井，深度762m，凈直徑6.5m，鋼筋砼雙層井壁，井筒采取主圈孔、輔助孔凍結法施工。井頸為臨時鎖口，設計長度8m，設計參數(shù)詳見表1。

2 施工難點

第四紀風積砂層，相對黏土層、風化巖，其質地松散、黏聚力小、穩(wěn)定性差、易塌落、承載力小等特點，給井筒施工帶來困難。

（1）風積砂質松散，承載力小，井筒外壁無穩(wěn)定的土巖層生根，凍土層又不易施工大基座，以防破壞凍結壁，影響凍結效果，外壁的吊掛能力差，容易造成井筒下沉、甚至傾斜，影響井筒工程質量、施工安全。

（2）風積砂質松散、黏聚力小、穩(wěn)定性差，在凍土未進入開挖荒徑時，荒徑與凍土之間的風積砂成型差、容塌落，保留困難，即便保留下來，在澆筑砼時，經常隨著砼沖擊、振搗混入砼中；在鋪泡沫塑料板的井身施工時，保留下的風積砂土有時壓垮泡沫塑料板，連同泡沫塑料板混入砼中；這不僅破壞了井壁結構、降低承載力，還影響泡沫塑料板的保溫、緩壓效果，十分不利井壁砼早期強度的提高。外壁與凍結壁之間易形成松散砂層，減少圍土對外壁圍抱力、摩擦力，隨著外壁施工，其自重逐漸增加，容易造成井壁斷開、整體下沉、傾斜等危害，嚴重影響施工進度、安全和工程質量。

3 施工方案

3.1 總體施工方案

母杜柴登主井井筒外壁采用短段掘砌“滾班”作業(yè)方式，吊掛井壁凍結法自上而下施工；待外壁施工完畢后，內壁采用“四六制”作業(yè)方式，金屬滑升模板自下而上一次砌砼法施工。

3.2 主要施工配套設備

在井筒斷面允許的前提下，為了滿足井筒快速施工，保證施工質量和安全為原則，結合本單位生產設備狀況及施工經驗，配置了主井井筒風積砂層主要施工配套設備詳見表2。

MJY型液壓整體金屬模板，分為上、下兩段，高度分別為2.5m、1.7m，下部0.6m高的刃腳，上部0.3m高的環(huán)形澆筑口，總高5.1m，有效段高4.5m，可變1.9m、2.7m。

4 施工

4.1 井頸施工

主井井頸施工設計為臨時鎖口，為了方便以后拆除，臨時鎖口只施工井筒外壁。外壁與凍結環(huán)形溝槽之間空隙充填沙袋，以減少外壁砼厚度，外壁與井口地面砼澆筑為一個整體，外壁豎筋呈倒L型錨入井口地面砼，以增大外壁吊掛力，錨入長度2.0m，砼標號采用C30。施工工藝如下：

（1）井深2.5m以上未采取凍結，外壁圍土遭到先前凍結環(huán)形溝槽施工的破壞，在開挖此段時，掘進荒斷面與凍結溝槽之間的風積砂，隨開挖而流散，無法保留。井筒采用CX-45型小型挖掘機開挖至2.5m深見凍土后，利用沙袋堆積回填掘進荒斷面與凍結溝槽之間空隙至地表；再按要求立倒L型豎筋并固定在沙袋上，下端預留機械連接螺紋，螺紋采用橡膠保護套保護；然后在井筒工作面組裝1.9m MJY型液壓整體金屬模板并校正，利用溜灰槽澆筑砼。

（2）待第一模澆筑完畢后，采用CX-45型小型挖掘機開挖裝土，主、副提升機配5m3吊桶出矸，人工鐵锨刷幫整型，開挖1.9m深后綁扎鋼筋，立模并校正，搭設臨時封口盤，利用10吋鐵絲膠質溜灰管澆筑砼。按此施工工藝施工完畢井頸。

4.2 井身施工

4.2.1 施工工藝

井頸施工完畢后組裝吊盤，井身外壁施工采用CX-45型小型挖掘機開挖裝土，主、副提升機配5m3吊桶出矸，人工鐵锨刷幫整型；開挖1.9m深后鋪設1900×900×50mm泡沫塑料板，泡沫塑料板采用5吋鐵釘固定于凍結壁上；然后綁扎鋼筋、立模并校正，采用3m3底卸式吊桶運輸砼，在下層吊盤將其卸入分灰器中，利用10吋鐵絲膠質溜灰管澆筑砼。在外壁施工16m深后，拆除臨時封盤，安裝鑿井封口盤及井筒施工輔助設施，至此鑿井系統(tǒng)基本完善。

4.2.2 施工工藝改進

在施工至井深10.1m過程中，發(fā)現(xiàn)凍土始終未進入開挖荒徑，距開挖荒徑200mm至300mm不等；荒徑與凍土之間的風積砂成型差，易塌落，保留下來的砂土，在澆筑砼時，經常隨著砼沖擊、振搗混入砼中；在鋪泡沫塑料板的井身施工時，保留下的風積砂有時壓垮泡沫塑料板，連同泡沫塑料板混入砼中；同時還發(fā)現(xiàn)，外壁與凍土之間局部有松散砂土掉落，形成上窄下寬的空腔。經觀測布置在外壁上的四個沉降觀測點，沉降點最大數(shù)據(jù)總沉降量4mm；再觀察已施工外壁，未發(fā)生有明顯裂縫。

分析認為風積砂層對外壁的圍抱力、摩擦力雖無法保證，但外壁吊掛力目前還滿足井壁自重，不會發(fā)生井壁斷開、下沉、脫落，如再照此施工下去，存在井壁斷開、下沉、脫落的危險，需采取措施、改變施工工藝，增大外壁吊掛力。

環(huán)形槽與凍土錨入鋼筋措施每隔13.5m交互布置，直至凍土再向開挖荒徑發(fā)展100mm為止。當凍土進入外壁開挖荒徑后，采用G20風鎬刷幫，其他施工工藝與原施工工藝相同。

4.2.3 內壁施工

當主井井筒凍結段外壁施工至設計位置后，停止井筒掘進，拆除外壁模板，并在井底施工一層厚度350mm砼墊層，在墊層上組裝段高1.4m內爬式液壓整體金屬滑升模板；然后在內、外層井壁之間鋪設二層1.5mm厚的聚乙烯塑料板，綁扎鋼筋，利用主、副提升絞車配2m3吊桶下放砼至滑模工作盤上，人工用鐵锨入模進行內壁澆砼施工，利用爬桿向上滑動模板，自下而上連續(xù)砌筑內壁。

5 結語

立井井筒風積砂層吊掛井壁施工關鍵在于采取措施保證井壁的吊掛能力；施工過程要加強井壁沉陷觀測及外觀觀察，發(fā)現(xiàn)沉陷值超標或井壁出現(xiàn)明顯裂縫，要及時分析原因采取措施增大井壁的吊掛能力和承載力；詳細闡述風積砂層繁瑣的施工工序倒換，具有指導意義；該段施工共歷時35天，在安全、工程質量、工期取得了良好效果。

參考文獻

[1]崔云龍，主編.簡明建井工程手冊[M].煤炭工業(yè)出版社，2003.