溜井工程施工工法

溜井工程施工工法中铁十七局集团第二工程有限公司西藏华泰龙甲玛项目工程部高原地区溜井工程施工工法西藏华泰龙甲玛工程项目部1前言随着青藏铁路的建成，国家开发西藏矿产资源的脚步越来越快，高原矿山施工随之成为新课题。高原溜井工程施工是在借鉴我国其他地方已有的溜井施工工法基础上，结合高原自身特点形成的新技术。主平窿运输系统溜井工程是甲玛矿区运矿系统的一部分。甲玛矿区位于青藏高原，矿区最低海拔3900余米，而最高的铅山海拔超过5300米，高差非常大；相较于内地平原地区气候，冬季较长，有效施工期短，天气变化非常快；溜井工程北面靠山，南面为一条河沟，地形复杂，且没有水文地质勘察资料；卸矿坑顶海拔4258.925米，总高度163.352米，主体井身直径4米，规模较小，不利于大型机设设备的引进使用。综合以上因素，经我项目部多次反复研究实践，形成此工法。1特点1.1本溜井工程施工工法主要用于规模较小的溜井或竖井工程，用于不利于大型机械设备引进使用的偏远地区；1.2在借鉴大规模溜井工程施工机械的同时，对其进行适当精简，降低成本的同时，更利于操作管理；1.3结合矿区地形、气候及工程自身条件，对传统施工工艺加以改良，使其质量更容易控制，且缩短了工期。2施工范围这种施工工法主要适用于高原地区规模较小的溜井或竖井工程，不利于大型机设设备引进使用的偏远地区也可以借鉴。3施工原理掘进采用矿山法，钻孔爆破出渣支护；出渣采用吊罐法，掌子面由人工装渣，由机械上下运输，重点在于人工与机械的配合。4工艺流程根据图纸设计，不同的支护方式采用不同工艺流程。这里重点陈述钢筋混凝土支护段工艺流程：爆破—出渣—爆破—绑钢筋—浇筑混凝土—出渣—拆除模板（见图1）5施工工艺5.1施工准备5.1.1材料的试验及其选择在施工前，应对原材料（碎石、卵石、砂子）进行调查试验，以确定原材料是否符合设计文件和施工技术规范要求。（1）粗集料：首选碎石，当条件不具备时，次选河卵石，粒径不能过大，以免泵送混凝土的时候堵塞；（2）细集料：不含泥草、腐植物等，级配合理。5.1.2原材料最初选定后，将原材料样品送往实验室，对其相应的技术指标进行检测。5.1.3结合溜井工程施工工法及工程自身的特点，为保证施工质量，必须做好施工机械的选配工作，必要时可对部分施工机械进行简化，根据本工程特点确定所有机械数量（见表一）；5.1.4测量放样：（1）在施工现场三通一平的基础上，首先确定溜井中心位置。溜井中心区域一般要开挖处理，所以最好采用“十字中心法”，在溜井中心周围量测4个护桩，保证其交叉中心为溜井中心。在溜井中心地基开挖处理过程中要保护好护桩，避免反复测量。（2）在确定溜井中心位置的基础上，确定各台稳车的位置，确保各台稳车与溜井中心在同一条直线上，或稳车关于直线对称分布。5.2平整场地和稳定表土施工溜井工程一般用于地形复杂的山区，在平整场地时候要考虑多方面因素。首先根据设计图纸，考察实际地形，考虑施工方便，确定工作面展开位置：如果溜井设计中上部有缩口，最好先从缩口下面展开工作面，以避免缩口给施工带来的不便。其次，考虑到对环境的破坏，尽量减少挖填方面积，如在高原等植被脆弱的地方更应注意，一旦破坏，很难恢复。溜井工程井口部分表土承受多种荷载：凿井井架等设备静载，施工运渣过程中产生的动载，溜井工作面爆破产生的爆炸荷载以及其他荷载。为确保施工以及以后生产运营的安全，必须对井口原状土进行处理。如果溜井上部还有房建工程，处理面积可以做大一些，作为房建基础；如果没有房建，满足施工期间安全要求即可。开挖深度根据地形确定，如土层厚度较薄，最好将土层全部换填。我部施工的溜井工程，经项目部技术研究小组再三实地考察决定，对表层土开挖换填：开挖面积10×10米，开挖深度4米,换之以片石混凝土，确保井口稳定和井壁质量，避免凿井井架的不均匀沉降，同时可作为井口永久设施的基础。5.3施工设备的简化溜井井筒施工的主要结构物及设备包括：凿井井架、卸矸台、封口盘、固定盘、吊盘、吊桶、吊泵、抓岩机等。其中井口以下部分包括固定盘、吊盘、吊桶、吊泵、抓岩机。规模较小的溜井工程，如全盘照搬传统施工设备，一则工程设备成本过高，且路途遥远运费高昂,经济性不合理，二则溜井净空断面太小，设备过多不便于安装更不利于操作。我项目部在溜井施工前综合考虑，项目部技术小组研究决定对井下设备精简，首先去掉昂贵的抓岩机，改为人工出渣，井内只保留吊桶、吊盘。具体投入的设备有：凿井井架（见附图一），高14米,从内地采购无缝钢管自行制作，11KW（稳车）卷扬机三台，75Kw矿用提升绞车一台，自制吊桶0.6m3两个，自制双层吊盘（见附图二）、卸矸台、封口盘，这种人工与机械相结合的方法，既不影响施工进度，又降低了工程成本。图1:凿井井架图2：双层吊盘5.4施工流程的调整传统施工流程为：爆破—出渣—绑钢筋—安装模板—浇筑混凝土—拆除模版。按照传统施工流程，在浇筑混凝土后需要至少两天才能拆除模板，而模板拆除后混凝土尚未完全凝固，强度还不足以承受下一循环爆破力，且爆破面紧邻混凝土支护段,爆破将不可避免地对先前施工成果造成破坏.此外,传统施工流程既耽误工期，又因为混凝土凝固期间工人不能施工而造成窝工。施工工程中对施工流程做了调整：爆破—出渣—爆破—绑钢筋—浇筑混凝土—出渣—拆除模板。第二次爆破之后先不出渣，为上面的钢筋混凝土支护工作保留作业平台，等混凝土浇筑完成之后出渣，一方面为混凝土的凝固提供了时间，且不会造成窝工,按照我部施工队作业时间：每次出渣需要12小时左右，在围岩较好的情况下风枪班作业需要5小时。这样调整作业流程之后，溜井每个施工循环可以节省17个小时，大大提高了经济效益。另一方面,下一循环爆破的时候,爆破面离混凝土支护段已有上次出渣的间距,此间距根据我部现场施工情况约为2米，大大降低了爆破的飞石对已完成钢筋混凝土支护段破坏的程度。5.5钢筋混凝土支护段施工通常情况，钢筋混凝土施工皆是自下而上，而溜井的施工工艺决定了它的混凝土施工从上到下。根据围岩情况，施工每掘进约4米进行一次钢筋混凝土支护，模板长度为1.27米，支护根据模板的长度每次分三层自下而上进行。优点：1、自下而上符合常规混凝土施工方法，可以借鉴以往的施工经验；2、除纵向钢筋一次焊接完成外，绑扎环向钢筋、安装模板、浇筑混凝土均逐层从下往上施工，这样形成一个工作循环：搭脚手架—绑扎环向钢筋—安装模板—浇筑混凝土，避免了脚手架的重复安拆；3、逐层施工，每次层高仅1.27米，防止混凝土离析。此外，每次浇筑混凝土都要在最下面一层环向等间距留三个豁口，为下一次泵送最上层混凝土预留工作面，最后填补豁口。若围岩较差，则改为每2米一个工作循环，及时浇注混凝土封闭井壁，减少井壁的塌方量，降低塌方处理成本。6主要施工机具主要施工机具见表一表一主要机具设备序号机械设备名称型号数量功率用途1凿井井架1溜井出碴、进料以及工人上下井2（稳车）卷扬机CH-5311kw吊盘的提升、降落3矿用提升绞车JKT-1.2175kw吊桶的提升、降落4自卸汽车CNJ1040FD33275kw运碴：从井口到堆碴厂5发电机1125kw停电时备用7劳动力组织及安全措施7．1劳动力组织层次岗位数量职责操作层信号房操作工2负责造作稳车，以及井底与稳车房的信号传输稳车房操作工2负责造作提升绞车电工1负责电气设备正常运转自卸汽车司机3负责运碴炮工12负责溜井掘进杂工14负责出碴，接风水管，浇筑混凝土管理层施工员1负责溜井施工技术质量安全作业并组织施工，放线测量质检员1负责质量的监督与管理7.2安全技术措施7.2.1设立专职安全员并建立24小时旁站制度,及时纠正和消除施工中出现的不安全苗头。7.2.2对施工人员定期进行安全教育和安全知识考核。7.2.3工地设立明显的安全注意事项栏和安全警示牌。7.2.4各种机械设备操作人员必须持证上岗，无证人员或非本机人员不得上机操作。7.2.5下井作业的人员中必须至少有一人熟练掌握各种信号。7.2.6爆破后至少半小时方能下井作业；下井时身体任何部位不能超出吊桶壁。7.2.7由专人负责定时对封口盘上的碎石及其他杂物进行清理，防止掉落井中对井下做作业人员造成伤害。8质量控制要点及措施8.1溜井施工，其深度造成地质勘查非常困难，常常没有地质勘察资料。爆破时要制定多套爆破方案，遇到不同的岩层及时调整爆破方法，控制井壁欠挖与超挖。8.2高原地区混凝土的浇筑，尤其是在冬季，除了添加防冻剂和用温水拌合混凝土外，应重点把握混凝土浇筑的时间。经多天现场测量温度，施工现场阳光照射比不照射时高约10°，溜井冬季日照时间为11点到15点，施工时调整好施工流程，钻孔爆破及出碴放在下午到第二天上午施工，利用日照时间浇筑混凝土。8.3混凝土在井口拌制，到达作业面有数十米甚至上百米，一般采用管道输送。输送管不宜过粗，混凝土和输送管壁有一定的粘合力，防止混凝土下落过程中离析。浇筑时，局部振捣到位即可安装上一层模板，这样浇筑混凝