祁南煤礦風井特厚粘土段施工安全技術
工程技術
作者：白傳軍 王平
【摘要】本文主要介紹了立井施工中，采取卸壓槽、井圈加固等措施，堅持“先讓後抗、抗放結合”的原則，安全、快速穿過特厚粘土層。
【關鍵詞】卸壓槽；井圈加固；膨脹；粘土層
1、工程和地質概況
祁南煤礦位於安徽省宿州市南約17km,行政區劃隸屬宿州市，交通十分便利。風井井筒采用立井開拓方式，風井井口設計標高為+24.0 m，井筒深度為1030.5m，淨直徑7.5m，其中凍結深度389m。根據甲方提供的風井井筒地質預想柱狀圖，標高-156m～-299m段為特厚粘土段，上部為棕黃色，灰綠色夾棕黃色，粘塑性較差，中間含有少量礫石。下部多為棕黃色-灰綠色，粘塑性和膨脹性較差，局部含有粉細砂質、鈣質團塊及少量細砂質。
該段外壁使用單層鋼筋混凝土，標高-156m～-191m混凝土強度為C40,標高-191m～-241m混凝土強度為C50,標高-241m～-299m混凝土強度為C60,均鋪設δ50mm的泡沫板，為安全、優質的通過該段特厚粘土段。
2、施工方法
特厚粘土段，應根據以往井筒施工特厚粘土層的經驗，堅持“先讓後抗、抗放結合”的原則，采取切實可行的施工方案。
2.1合理科學的組織施工，盡量減少井幫暴露的時間，井幫暴露的時間控製在18小時以內，並根據特厚粘土段的實際檢測井幫位移、底鼓情況，如出現特殊不利施工情況時，及時進行段高的調整，即由3.7m縮短為2.2m，根據施工信息和實測數據指導施工，確保施工的安全和工程質量。
2.2掘進時，先挖中心超前小井，使井筒中心的超前小井低於工作麵1m以上，采取倒台階式挖掘，釋放部分井幫壓力和特厚粘土的膨脹力，並將井壁的少量淋水采取截水槽的辦法將水引至中心超前小井內排出地麵，減少特厚膨脹粘土遇水膨脹的可能性。當掘進深度挖掘1m～1.5m時開始開幫，井筒掘進半徑放大100mm，並預留部分井幫位移量和底鼓量。根據實測數據進一步指導施工，確保施工過程中的安全。
2.3在井筒周圍挖掘11個豎向卸壓槽。高度和段高相同，寬度為300mm，深度為200mm，內部充填δ=50m泡沫板（或葦子），卸載深厚粘土的膨脹應力，減免混凝土早期強度低時膨脹應力對鋼筋混凝土井壁造成破壞。井幫與外壁之間鋪設泡沫板，由於該特厚粘土遇水膨脹，在井幫與泡沫板之間鋪設一層PVC薄膜。防止混凝土的多餘水分滲入井幫，造成深厚粘土遇水膨脹，造成膨脹壓力增大。
2.4實測井幫位移及底鼓量，過特厚粘土段期間，每模開幫後必須及時測量井幫位移和底鼓量，並做好記錄，及時上報，當發現特殊情況時，及時通知建設單位和監理單位，采取相應的對策，如：擴大井幫開挖荒徑，縮小段高等。實測凍土的擴展速度和井幫溫度的情況，凍結單位設專人測定每段高的井幫溫度及凍土擴展速度，並及時進行通報我單位技術股。
2.5凍結單位在凍結站安設鹽水預警裝置，及時發現鹽水泄露，提前將輔助凍結管的去回路的膠管全部卡住，一旦井下凍結管斷裂，首先停止鹽水循環，將凍結溝槽內的輔助膠管全部卡住，一旦有斷管要及時確定孔號，並對其進行處理。安設專人24小時對鹽水的水箱情況進行觀測。強化凍結，粘土層井幫溫度必須達到-10℃以下。
2.6特厚粘土段外壁采用短段掘砌混合作業方式，配備足夠的人力進行強行挖掘，確保凍結壁暴露時間控製在18h之內。加強對已澆築混凝土七天後的觀測，發現裂縫或其它情況要及時彙報有關單位，采取措施進行補救。