回风井井内外联合降水方案资料

1、集团公司赵庄矿回风立井井筒施工 井内外联合降水施工组织设计集团公司赵庄矿二 00 九年四月、八前言集团公司承担赵庄矿回风立井筒施工任务。赵庄矿回风立井设计深度为 262.00m 。穿过表 土、风化土层和风化基岩段厚193.00m ,其中穿过表土段厚 156.70m ,穿过基岩段厚69.00m。按照目前国内施工竖井通过深厚表土层（156.70m ）的常规作法，要求冻结法施工。由于冻结法施工工期长， 造价高， 冻结施工队伍紧张等特点， 本井筒施工拟采用降水法施工的新方 法：井内外联合降水通过深厚冲积层。这种方法和冻结法比较，工期短、造价低、混凝土井壁质量好。 基岩段裂隙涌水，需要采取探水措施，当确

2、定井筒涌水量大于 20m3/h 时，需要采取工作面 预注浆方法，通过基岩段。第一章 概 况一、地理位置和交通河南省新郑煤电有限责任公司赵家寨矿回风立井位于新郑市辛店镇赵家寨村。风井施工场地地面平坦，交通便利。二、井筒技术特征回风立井设计净径5.50m,荒径6.50m,冲积层设计为单层钢筋混凝土井壁厚500 伽,C30-C35 混凝土。为了配合该降水方案的实施 ,保证施工安全和工程质量 ,建议采用双层井壁 ,外壁以 1.5m 段高 的吊挂钢筋混凝土（ C35）,厚度300 mm,外壁竖筋作用为吊挂新筑混凝土井壁，可采用挂钩联结方式。内壁混凝土厚可适当减为350 m,为了增加封水性和减少接茬，按二

3、次降水要求，冲积表土层分两段采用滑模施工。第二章 工程地质及水文地质情况一、地质情况根据风井招标文件提供的风井检查孔柱状图资料所示，井筒穿过表土段为156.70m。其中井深0.0046.05m为第四系表土，表土、风化土层和风化基岩段厚193.00m，这部分主要由砂质粘土、粘土、砾石、砂、黄土、细粒砂岩、泥岩、砂质泥岩组成。表土层中各种成份的 比例见表I。表I地层厚度占表土层厚度比例表序号 名称层数 总厚度（ m）占表层厚度比例（ %）备注1黄土119.6512.52粘土853.2534.03砾石17.704.9主含水层4砂质粘土62.0539.65中粗砂514.059.0含水层合计20156.

4、70100冲积层以下 基岩 深度 69.00m ，以泥岩、石灰岩为主。二、水文情况：斜风井先后施工了三个该回风井原设计为倾角 220 的斜井。 后因施工困难等原因改为竖井。 井检孔，三个井检孔部分孔段做过4次抽水试验，试验情况详见表n。表n斜井三个井检孔抽水资料一览表 孔 号含水层抽水前静水位深度（ m）抽水结果 备注埋深（ m）水位降低涌水量单位涌水量厚度（ m）S（m）Q（l/s）q （l/s m）1#43.50 105.5131.601.500.140.0260部分四系和部分三系混合抽水62.0115.351.010.018337.851.960.01442#0 75.3422.424.

5、384.290.2700部分四系和部分三系混合抽水21（花管）15.38 9.190.170025.7410.690.12002#75.34 200.5421.8038.159.190.0670部分三系和二叠系混合抽水80.57（花管）27.704.26 0.049117.60 2.200.03503#240.49275.1233.20165.900.260.0075太原组上部灰岩抽水34.63注: 以上数据是根据集团公司地质勘探工程公司提供的“河南 赵庄煤矿斜风井井检孔综合地质说明书” （以下简称说明书 ）有关资料整理而成。三、资料分析 集团公司地质勘探工程公司，对斜风井施工了三个井检孔，三

6、个井检孔对部分孔段进行了四次抽水试验。 但对第四系、 第三系及二叠系地层没有分层抽水， 前三次抽水全部是混合抽 水，其中还有两次抽水位置不清。在“说明书”中也表明“对钻孔揭露第四系及二叠系地层 没有单独的抽水试验，这两层富水性资料不够详细，水文地质条件不够清楚， ”在这个不清楚的前提下， “说明书”预计第四系大井涌水为39.52m3/h ；预计第三系大井涌水量为 14.4m3/h ；预计二叠系几层砂岩位大井涌水量为 112.30m3/h （按斜井 14m2 断面计算），均缺乏 抽水资料为计算依据，也可以说以上数据缺乏科学性和严肃性。第三章 降水法施工设计普通凿井方法穿过 157m 厚表土层的关

7、键是将进筒附近的潜水局部疏干， 给井筒挖掘创造一 个良好的施工环境，但如果将地下水位降低170m ，长期对地下水进行疏干（时间不少于两个月），其影响半径按 1000m 计，将对井筒附近 2 公理范围内四个村庄近 7000 口农民的生 活用水、 农田灌溉等造成极大威胁。 为此要求这次降水既能保证井筒正常施工， 又要尽可能 地减少对附近农民用水威胁，故在原设计一次降水基础上，井筒降水方案修改为二次降水， 增加四个排水浅孔，即把第四系、第三系的潜水分层疏干。一、降水孔的设计 中心孔躲开井筒中心位置，在以井筒中心为圆心， 10 米为半径的圆周上均匀布置 8 个抽水 孔（如图 1）。其中四个浅孔专门疏干

8、第四系砾石层水和第三系上部两层含水层。井深 68.8m为砂质粘土，可做为隔水层。井筒穿过这层隔水层后，改为深孔降水， 将第三系中下部几层 含水砂层局部疏干，确保井筒正常施工，各抽水孔的要求如下表川。注：抽水钻孔平面布置图比例 1： 200浅 4#深 4# 深 3#浅 1#© 6.5m浅 3#© 10m深1# 深 2#浅 2#图1 井外降水孔布置图二、水泵的选择由于原井检孔抽水试验资料和附近水井的涌水量相差太大， 降水孔的实际涌水量等参数要等 这次降水孔抽水试验完成后才能确定，为此，这次选泵的原则：1 、考虑附近水井的涌水量；2、有足够的排水能力能把水降下去；3、最大降水深度

9、为 170米，所以泵的扬程不小于 180米。表川降水钻孔技术参数和施工要求表孔号孔深孔径（ m）孔斜（ %）施工要求浅1F部12m下305 mm高强砼套管，其余为筛管。840.58v 1.5上部 36m 、浅2800.58v1.5上部 36m 、浅3800.58v1.5同上浅4800.58v1.5同上深1F部8m下305高强砼套管，其余为筛管1700.58v 1.5上部 96m 、深21700.58v1.5同上深31700.58v1.5同上深41700.58v1.5同上中心孔64m 下筛管。F部8m下305 mm高强砼套管并用粘土球封实，中部170 0.58v 1.5上部36m下273mm钢套

10、管，其余下钢筛管并填滤料。按照上述要求，本次选用 250QJ80-180/9 井用潜水电泵五台，中心孔布置一台，其余四台布 置在周边四个降水孔中，浅水孔抽水任务完成后，将这四台泵分别移到四个深孔中抽水。该泵的额定流量为 80 m3/h，使用范围7486 m3 ;额定扬程为180m ,使用范围169191m ;水泵效率 75%；出水管直径 114 mm ； 机组最大外径 233 mm ； 基本能满足这次降水的需要。此种水泵的使用条件：1 、最低的水位应高于水泵进水口 0.5 米以上；2、 水中的含砂量（重量比）不大于0.01%；3、 水泵下井深度不得超过静水位70m。水泵离井底不得小于 7m，此

11、次降水水泵下井深度 140m ,需厂家对水泵进行专门处理。第四章 抽水试验降水孔完成后，做两次抽水试验。浅孔抽水试验目的：将水位降到距孔口 70m 位置，水位稳定后，测量最大涌水量，以便合理选择排水设 备，确定降水方法。方法： 1、抽水试验开始前应测得正确的静止水位，其标准为每两个小时测一次，三次量测 数字相同或 4 小时内水位相差不超过 1 2 厘米。2、 抽水试验一般进行三次水位下降，其中一次必须达到距孔口70m 位置。3、抽出的水必须排到不影响抽水试验准确性的地方。4、抽水试验：应每隔 30 分钟，同时测量一次水位和水量。抽水孔附近有钻孔和水井，应选 择有意义的点测量其水位，以了解影响半

12、径和干扰情况。5、抽水孔水位测量应精确到厘米。测水位的刻度应每班检查一次，涌水量用水表量测，但 要按时换算为 m3/h 。6、 抽水孔的水位在一定范围内波动，用水泵抽水时一般波动为3-5cm，出水量变化在 3 % 以内，没有上升或下降趋势，可认为稳定。多孔抽水时，水位的稳定依观测孔为准，允许波 动范围 1-2 厘米。7 、抽水试验的稳定时间，水位大下降时单孔抽水为8-16小时，多孔抽水为 12-24小时。8 、抽水试验结束后，应测恢复水位，每2 小时观测一次。当三次新测数值相同或 4 小时内上升不超过 1-2 厘米时，可停止测量。二、深孔抽水试验目的：在深孔中抽水最终将水位降到距井口 160米

13、位置，水位稳定后，测其最大涌水量， 确 定降水方法。方法：见浅孔抽水试验方法。降水施工一、降水方法 依据上述抽水试验获得资料确定降水方法1、井筒 66 米以上段掘砌施工时，用浅井降水，深孔作为观测孔。浅孔为抽水孔，四个浅孔 安装 4 台电力潜水泵，考虑水泵长时间连续运行，为不影响降水效果， 4 台泵中 2 台运行， 2 台备用，运行泵出现故障时，备用泵马上启动，确保降水设备正常运行，水位不得上升。由于排水能力较强（是涌水量的13倍），在井筒开挖后通过钻孔降水，使钻孔的稳定水位比井筒工作面标准始终低 1015米，以此达到井筒工作面无水的良好施工环境。2、井筒掘砌至 68米后,改用深孔降水 ,深孔

14、作为降水孔 ,浅孔作为观测孔。将浅孔上四台泵移 到深孔中。其降水方法和浅孔相同。3、无论浅孔或深孔降水都要按照抽水试验规定的方法对水位、涌水量长期不间断的进行观 测，直到井筒进入基岩段掘砌施工，降水工作才全部结束。二、工期与劳动组织 从抽水试验开始至井筒进入基岩降水工作结束， 是千变万化的复杂过程。 其降水工期取决于 井筒的施工速度。 要想井筒挖掘顺利， 首先必须做好降水工作， 井筒施工的连续性要求降水 工作时刻不停，稳定水位始终超前工作面 10 15 米。成立专门的队伍负责降水工作，降水 队在总工程师领导下由专职工程技术人员负责， 三班作业， 每班配备水泵工 2 人，观测人员 2 人，维护工 2 人，轮休 3 人，合计 21 人。参加降水工作人员， 上岗前必须经过专业培训， 认真学习有关专业知识和降水施工设计， 考 试合格后方能上岗。安全技术措施1、设备搬迁时必须由专人负责，统一指挥，统一行动，以防忙乱中伤人。2、机械传动（皮带或链条）的地方必须安装防护罩。3、提升钻具时禁止使用手扶或脚拨动钢丝绳。4、孔口人员离开钻具移动范围，钻具提出孔口后，禁止把手伸进钻头内去