立井筒施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項目基本參數(shù)本工程為XX礦山主立井井筒施工項目，設(shè)計井筒直徑6.5m，深度820m，井頸段18m（井壁厚度1.2m），井身段780m（井壁厚度0.6m），井底水窩段22m。井筒用途為提升煤炭、矸石及人員材料運輸，設(shè)計服務(wù)年限50年，井筒中心坐標(biāo)X=3852640.5m，Y=462895.3m，井口設(shè)計標(biāo)高+1250.0m。1.2地質(zhì)水文條件表土層：0-65m為第四系松散覆蓋層，含卵石層厚8-12m，地下水位埋深5.2m，滲透系數(shù)3.5m/d基巖層：65-820m為砂巖、頁巖互層，其中150-180m段為遇水膨脹性泥巖，320-350m段含斷層破碎帶（寬度約5m）涌水量：表土層段預(yù)計最大涌水量80m3/h，基巖段正常涌水量15m3/h，斷層帶可能突水達(dá)120m3/h1.3工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)井壁混凝土強(qiáng)度等級：表土段C40，基巖段C30井筒全深垂直度偏差≤150mm井壁滲水量：基巖段≤0.5m3/(m·d)，表土段≤1.0m3/(m·d)鋼筋保護(hù)層厚度：迎水面≥50mm，背水面≥30mm二、施工總體部署2.1施工組織架構(gòu)項目經(jīng)理部：設(shè)技術(shù)、安全、質(zhì)量、物資、調(diào)度五個專業(yè)部門施工隊伍：掘進(jìn)隊（120人）、支護(hù)隊（80人）、機(jī)電隊（40人）、輔助隊（30人），采用"三八"作業(yè)制監(jiān)理單位：配備地質(zhì)、結(jié)構(gòu)、機(jī)電專業(yè)監(jiān)理工程師各2名2.2主要施工設(shè)備配置設(shè)備類型型號規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)鑿井井架JJ31.5型1套最大荷載3150kN提升機(jī)JKZ-4.0/15.52臺卷筒直徑4m，容繩量1000m傘鉆FJD-6型1臺6臂液壓鑿巖，鉆深4.5m抓巖機(jī)HZ-6型2臺斗容0.6m3，提升速度2m/s混凝土輸送泵HBT80C2臺理論排量80m3/h凍結(jié)機(jī)組JYS-3004臺制冷量300kW/臺2.3施工進(jìn)度計劃準(zhǔn)備期：60天（含井架安裝、凍結(jié)造孔）表土段施工：90天（平均進(jìn)尺0.7m/d）基巖段施工：360天（平均進(jìn)尺2.2m/d）設(shè)備安裝期：45天竣工驗收：15天總工期：570天（含不可預(yù)見因素備用工期30天）三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1表土段凍結(jié)法施工3.1.1凍結(jié)系統(tǒng)設(shè)計凍結(jié)孔布置：沿井筒圓周均勻布置32個凍結(jié)孔，孔深75m，開孔間距1.2m，終孔間距0.8m鹽水系統(tǒng)：采用氯化鈣溶液（濃度28%），鹽水溫度-28℃~-30℃，循環(huán)量180m3/h制冷系統(tǒng)：4臺300kW螺桿式冷凍機(jī)并聯(lián)運行，氨液循環(huán)量45m3/h3.1.2凍結(jié)壁形成監(jiān)測溫度監(jiān)測：在凍結(jié)孔內(nèi)側(cè)300mm處布置12個溫度測孔，每10m設(shè)測溫點強(qiáng)度監(jiān)測：通過凍結(jié)圓柱試驗確定，當(dāng)凍結(jié)壁厚度達(dá)2.8m、平均溫度≤-10℃時方可開挖凍結(jié)時間：積極凍結(jié)期45天，維護(hù)凍結(jié)期至表土段施工完成3.1.3掘進(jìn)支護(hù)工藝開挖方式：分層全斷面開挖，循環(huán)進(jìn)尺1.2m，采用短段掘砌（段高3.6m）臨時支護(hù)：金屬弧形板（厚度10mm）+錨桿（Φ22mm×2.5m）聯(lián)合支護(hù)永久支護(hù)：C40鋼筋混凝土井壁，配置雙層鋼筋（外層Φ25@200mm，內(nèi)層Φ20@250mm）3.2基巖段鉆爆法施工3.2.1爆破參數(shù)設(shè)計掏槽方式：直眼桶形掏槽，中心空孔直徑120mm，掏槽孔深4.2m炮孔布置：周邊孔間距500mm，抵抗線600mm，輔助孔排距800mm裝藥量：周邊孔線裝藥密度0.35kg/m，輔助孔0.6kg/m，掏槽孔1.2kg/m起爆網(wǎng)絡(luò)：非電毫秒雷管分段起爆（1-15段），總延期時間≤450ms3.2.2裝巖運輸系統(tǒng)抓巖工序：采用中心回轉(zhuǎn)抓巖機(jī)配環(huán)形軌道，抓巖效率≥80m3/h提升系統(tǒng)：雙鉤提升，矸石吊桶容積4m3，提升速度5m/s，循環(huán)時間90s排矸路徑：地面翻矸架→皮帶輸送機(jī)→自卸汽車→排矸場（運距1.5km）3.2.3井壁澆筑工藝模板系統(tǒng)：采用液壓整體金屬模板，高度4.0m，模板剛度≥50kN/m2混凝土施工：溜灰管下料（直徑200mm，每15m設(shè)緩沖裝置），分層振搗（厚度500mm）養(yǎng)護(hù)措施：采用噴淋養(yǎng)護(hù)（水溫≥15℃），養(yǎng)護(hù)時間≥14天3.3特殊地層處理措施3.3.1膨脹性泥巖段施工超前支護(hù)：采用管棚支護(hù)（Φ108mm×6mm無縫鋼管，環(huán)向間距300mm）快速掘進(jìn)：循環(huán)進(jìn)尺縮短至2.0m，掘砌循環(huán)時間控制在16h內(nèi)防膨脹措施：井壁后充填200mm厚聚氨酯泡沫，壁后注漿壓力1.2MPa3.3.2斷層破碎帶治理預(yù)注漿加固：采用前進(jìn)式分段注漿，注漿孔布置3圈（內(nèi)圈6孔，中圈12孔，外圈18孔）注漿參數(shù)：水泥-水玻璃雙液漿，水灰比1:1，凝膠時間30-60s，注漿終壓4.5MPa掘進(jìn)方式：短掘短支（循環(huán)進(jìn)尺1.0m），采用鋼纖維混凝土（摻量60kg/m3）+錨索（Φ17.8mm×8m）聯(lián)合支護(hù)四、施工工藝流程4.1表土段凍結(jié)施工流程凍結(jié)孔施工（75天）采用XY-400型鉆機(jī)造孔，孔徑150mm，孔斜偏差≤0.5%下置Φ127mm×4mm低碳鋼凍結(jié)管，管間焊接采用氬弧焊+電弧焊雙道焊接打壓試驗：1.6MPa壓力下30min壓降≤0.05MPa井筒掘砌循環(huán)（3.6m段高）graphLRA[凍結(jié)壁檢查]-->B[分層開挖]B-->C[臨時支護(hù)]C-->D[鋼筋綁扎]D-->E[模板安裝]E-->F[混凝土澆筑]F-->G[養(yǎng)護(hù)拆模]4.2基巖段標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)循環(huán)工序名稱作業(yè)時間主要作業(yè)內(nèi)容質(zhì)量控制要點鑿巖準(zhǔn)備1.0h吊盤定位、風(fēng)水管路連接吊盤水平度偏差≤50mm鉆眼作業(yè)3.5h傘鉆鑿巖，炮孔驗收孔深偏差±50mm，角度偏差≤2°裝藥連線1.5h分批次裝藥，網(wǎng)絡(luò)檢測雷管段別對應(yīng)，起爆電阻30-50Ω爆破通風(fēng)0.5h爆破作業(yè)，排煙除塵通風(fēng)時間≥20min，粉塵濃度≤2mg/m3出矸作業(yè)4.0h抓巖裝桶，提升運輸井筒底矸石堆積高度≤1.5m支護(hù)作業(yè)3.0h立模、綁扎鋼筋、澆筑混凝土坍落度180±20mm輔助作業(yè)0.5h設(shè)備檢修，安全檢查風(fēng)水管路壓力正常，照明完好4.3井筒永久裝備安裝流程井筒裝備：先安裝罐道梁（每2m一層），后安裝鋼軌罐道（型號38kg/m）提升系統(tǒng)：天輪平臺安裝→提升機(jī)安裝→鋼絲繩懸掛→罐籠組裝管路安裝：排水管路（Φ219mm×8mm無縫鋼管）、壓風(fēng)管路（Φ159mm×6mm）采用法蘭連接，每100m設(shè)伸縮節(jié)電纜敷設(shè)：動力電纜（MYJV42-8.7/10kV）、通訊電纜（MHYAV）采用電纜卡子固定，間距1.5m五、質(zhì)量控制體系5.1原材料質(zhì)量控制鋼材：每批鋼筋進(jìn)場需進(jìn)行力學(xué)性能試驗（抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長率），取樣頻率為60t/組水泥：采用P.O42.5R水泥，進(jìn)場需檢驗安定性、凝結(jié)時間，存儲期不超過3個月骨料：碎石采用5-25mm連續(xù)級配，含泥量≤1%；砂子采用中砂，細(xì)度模數(shù)2.6-3.0外加劑：使用聚羧酸系高效減水劑（摻量1.2%），每批次進(jìn)行減水率、含氣量檢測5.2關(guān)鍵工序質(zhì)量控制5.2.1井壁混凝土施工配合比設(shè)計：表土段C40（水泥420kg/m3，水灰比0.42），基巖段C30（水泥350kg/m3，水灰比0.48）澆筑控制：采用分層連續(xù)澆筑（間隔時間≤2h），振搗棒插入深度≥50mm，振搗時間20-30s試塊留置：每100m3混凝土制作3組試塊（標(biāo)養(yǎng)2組，同條件1組），28d強(qiáng)度達(dá)標(biāo)率100%5.2.2井筒垂直度控制測量儀器：采用J2級激光垂準(zhǔn)儀（精度1/200000），每50m進(jìn)行一次井筒中心投點偏差調(diào)整：當(dāng)井壁偏差超過30mm時，采用漸變方式調(diào)整（每節(jié)模板調(diào)整量≤10mm）數(shù)據(jù)記錄：建立井筒偏斜監(jiān)測臺賬，繪制偏斜曲線圖5.3質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)分項工程驗收：掘進(jìn)、支護(hù)、鋼筋、混凝土等分項工程合格率100%隱蔽工程驗收：包括鋼筋綁扎、預(yù)埋件位置、壁后充填等，需留存影像資料竣工驗收：井筒全深實測、井壁強(qiáng)度檢測、滲水量測定等12項指標(biāo)需全部達(dá)標(biāo)六、安全保障措施6.1重大危險源管控危險源類別風(fēng)險等級管控措施應(yīng)急準(zhǔn)備透水事故重大超前鉆探（距掘進(jìn)面30m），配備2臺200m3/h排水泵儲備200m排水管，建立防水閘門瓦斯突出較大安裝KJ90X瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)，爆破前瓦斯?jié)舛取?.5%配備4臺自救器，設(shè)置避難硐室提升事故重大提升機(jī)裝設(shè)過卷、過速、閘瓦磨損保護(hù)裝置備用提升鋼絲繩，定期應(yīng)急演練6.2專項安全技術(shù)措施6.2.1凍結(jié)施工安全氨制冷系統(tǒng)：設(shè)置氨氣泄漏檢測儀（報警濃度20ppm），配備正壓式呼吸器4臺凍結(jié)管防護(hù)：井口設(shè)置防護(hù)欄（高度1.2m），凍結(jié)孔間距≤1.5m時加設(shè)安全網(wǎng)融沉控制：采用"慢速解凍"工藝，日溫升控制≤5℃，同步進(jìn)行壁后注漿6.2.2爆破作業(yè)安全爆破器材管理：實行"雙人雙鎖"管理制度，雷管、炸藥分開存放，距離≥30m起爆安全距離：直線距離≥300m，曲線距離≥150m，設(shè)置爆破警戒崗6處瞎炮處理：爆破后30min方可進(jìn)入工作面，處理瞎炮采用平行鉆孔法（距離≥300mm）6.3應(yīng)急管理體系應(yīng)急預(yù)案：編制12項專項預(yù)案，包括透水、火災(zāi)、冒頂?shù)仁鹿侍幹贸绦驊?yīng)急物資：儲備應(yīng)急食品（72h）、急救藥品、備用發(fā)電機(jī)（200kW）等物資演練計劃：每季度組織1次綜合演練，每月開展專項應(yīng)急演練，演練記錄存檔七、施工設(shè)備及材料管理7.1主要施工設(shè)備管理設(shè)備保養(yǎng)：制定"三定"保養(yǎng)制度（定人、定機(jī)、定時），提升機(jī)每運行500h進(jìn)行一次二級保養(yǎng)備件儲備：關(guān)鍵備件儲備量滿足30天需求，包括傘鉆鉆頭（20個）、抓巖機(jī)液壓件（全套）狀態(tài)監(jiān)測：對提升機(jī)主軸、減速器等關(guān)鍵部件進(jìn)行振動監(jiān)測（每周1次），建立設(shè)備健康檔案7.2材料供應(yīng)保障采購計劃：提前3個月編制材料需用計劃，鋼材、水泥等主要材料儲備量≥30天用量運輸管理：大宗材料采用鐵路+汽車聯(lián)運，現(xiàn)場設(shè)置3000m2材料堆場（硬化處理+防雨棚）周轉(zhuǎn)材料：金屬模板（10套）、鋼軌（500m）等周轉(zhuǎn)材料建立租賃臺賬，月?lián)p耗率控制≤0.5%八、施工監(jiān)測與信息化管理8.1施工監(jiān)測系統(tǒng)井筒變形監(jiān)測：在井深100m、300m、500m、700m處布設(shè)測站，采用全站儀進(jìn)行三維坐標(biāo)測量（每周1次）井壁應(yīng)力監(jiān)測：埋設(shè)24個鋼筋應(yīng)力計、18個混凝土應(yīng)變計，實時監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸至地面監(jiān)控中心凍結(jié)壁監(jiān)測：通過溫度傳感器（每10m布設(shè)）監(jiān)測凍結(jié)壁發(fā)展情況，數(shù)據(jù)采樣間隔1h8.2信息化管理平臺BIM技術(shù)應(yīng)用：建立井筒三維模型，實現(xiàn)施工進(jìn)度與模型關(guān)聯(lián)，偏差預(yù)警及時率≥95%物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)：對提升機(jī)、通風(fēng)機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備安裝傳感器，實現(xiàn)運行參數(shù)實時監(jiān)控遠(yuǎn)程監(jiān)控：在井口、吊盤、井底安裝高清攝像頭（分辨率1080P），存儲時間≥30天九、環(huán)境保護(hù)措施9.1施工廢棄物處理矸石處理：建設(shè)臨時矸石周轉(zhuǎn)場（面積5000m2），分層碾壓（壓實度≥90%），后期進(jìn)行土地復(fù)墾污水處理：采用"格柵+沉淀池+壓濾機(jī)"處理工藝，處理后水質(zhì)達(dá)到《煤炭工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB20426-2006）噪聲控制：破碎機(jī)、通風(fēng)機(jī)等設(shè)備安裝隔音罩，晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB9.2生態(tài)保護(hù)措施水土保持：施工區(qū)周邊設(shè)置截排水溝（斷面0.