竖井扩帮专项施工方案

竖井扩帮专项施工方案一、工程概况1.1竖井基本参数本工程为XX铁矿主竖井扩帮改造项目，原竖井设计净直径6.0m，井筒深度820m，井壁采用C25素混凝土支护，支护厚度300mm，现因生产能力提升需求，需将井筒净直径扩至7.5m，扩帮后井筒总深度保持820m不变，扩帮施工范围为井口以下5m至井底车场以上3m段，总扩帮长度812m。扩帮完成后井壁采用C30钢筋混凝土支护，支护厚度350mm，内置HRB400级Φ16@200双层双向钢筋网，支护后井筒净直径偏差控制在+50mm、-30mm范围内，井壁平整度偏差≤10mm/2m靠尺。1.2地质与水文条件井筒穿越地层自上而下依次为：第四系表土层（厚度12m，松散系数1.4，f=0.8~1.2）、侏罗系砂岩层（厚度237m，f=4~6，节理发育程度中等）、寒武系灰岩地层（厚度528m，f=8~10，局部含岩溶裂隙水）、基底变质岩层（厚度163m，f=12~14，完整性好）。井筒正常涌水量为12m³/h，最大涌水量预估38m³/h，岩溶发育段（+320m~+280m、+150m~+120m）突水风险较高，无瓦斯、地热等特殊有害地质条件。1.3施工难点1.井筒内原有罐道、管路、电缆等设施需保护性拆除或移位，交叉作业安全管控难度大；2.扩帮施工与井下现有生产系统需错峰运行，每日有效施工时间仅18h，工期管控要求严格；3.灰岩段岩溶裂隙水易引发片帮、突水风险，爆破作业需严格控制振动速度，避免破坏原有井壁结构；4.高空、临边、受限空间作业叠加，人员、设备坠落风险防控等级高。二、编制依据1.《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2020；2.《煤矿井巷工程施工规范》GB50511-2010；3.《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015（2018版）；4.《爆破安全规程》GB6722-2014；5.《竖井井筒工程质量检验评定标准》MT/T5011-1996；6.项目地勘报告、原有竖井竣工图纸、扩帮改造设计文件；7.现场实地勘察及生产系统运行参数调研资料。三、施工部署3.1施工顺序总体采用“自上而下分段扩帮、分段支护”的施工方式，每段施工高度控制为3.0m，单段施工流程为：施工准备→井筒设施临时移位→上段临时支护检查→凿岩布孔→爆破作业→通风排烟→危岩清理→出渣→断面尺寸验收→钢筋绑扎→立模→混凝土浇筑→拆模验收→设施复位→下一段施工。特殊段施工调整：第四系表土层段采用人工风镐开挖，禁止爆破；岩溶裂隙水段先施工探水孔，确认涌水量≤5m³/h后方可进行扩帮作业，涌水量超标时先进行预注浆堵水。3.2工期安排总工期安排152日历天，其中施工准备期7天，表土层段扩帮施工12天，砂岩层段施工42天，灰岩段施工65天，变质岩层段施工18天，收尾及竣工验收8天。单段标准作业循环时间：岩层段12h/段，土层段18h/段，每日最多完成2段扩帮支护作业，每月计划完成不少于160m扩帮进尺。3.3劳动组织采用“三班制”24h连续作业模式，每班配置人员如下：带班班长1名：负责现场作业指挥、安全管控及工序衔接；凿岩工2名：负责炮孔布置、钻孔作业；爆破工2名（持特种作业证）：负责炸药装填、起爆及爆后检查；出渣工2名：负责抓岩机操作、渣石转运；钢筋工3名：负责钢筋下料、绑扎及安装；模板工2名：负责模板安装、调校及拆除；混凝土工2名：负责混凝土搅拌、输送及浇筑振捣；信号工2名（持特种作业证）：负责井上下信号传输、提升系统指挥；安全员1名（持C证）：负责现场安全隐患排查、作业条件确认；机电维修工1名：负责设备日常检修、故障排查。项目总配置管理人员8名，包括项目经理1名、技术负责人1名、安全负责人1名、施工员2名、质检员1名、资料员1名、材料员1名，所有特种作业人员持证率100%，进场前均完成三级安全教育及技术交底。3.4主要设备配置序号设备名称规格型号数量用途性能参数1提升绞车JKMD-2.8×41台人员、材料、渣石提升最大提升速度8m/s，单钩提升重量12t2吊桶3m³2个渣石及物料转运配套自动挂钩装置3伞形钻架FJD-6A1台炮孔钻孔作业配套6台YGZ-70凿岩机，钻孔深度3.5m4抓岩机HZ-61台井内渣石装载生产能力60m³/h5整体移动金属模板MJY-3.01套混凝土支护模板直径7.5m，高度3.0m，12块组合式钢模，接缝间隙≤1mm6混凝土搅拌站HZS-501套井壁混凝土制备生产能力50m³/h，配套电子计量系统7混凝土输送泵HBT601台混凝土输送最大输送高度1000m，输送压力16MPa8通风机FBCDZ-NO.161台井内通风排烟风量3000m³/min，风压2800Pa9排水泵MD85-45×102台井内积水排放流量85m³/h，扬程450m，一用一备10激光指向仪YBJ-12002台井筒中心线、轮廓线定位投射距离1200m，偏差≤10mm/1000m11气体检测仪JD43台有毒有害气体检测检测CO、NOx、O₂、H₂S浓度，实时报警12振动监测仪TC-48501台爆破振动监测振动速度监测精度0.01cm/s4.1施工准备1.技术准备：完成地勘资料、原有井筒竣工图与设计文件的会审，编制专项爆破方案、突水应急救援预案并通过专家论证，对所有作业人员完成分部分项技术交底及安全交底，签字确认记录留存归档。2.系统改造：在井口周边10m范围设置施工围挡，设置人员进出实名制通道，原有井筒罐道、风水管路、动力电缆临时移位至井筒东侧避让区，采用Φ20U型卡与井壁固定，固定间距2.0m，确保扩帮作业区域无障碍物；提升绞车、吊桶、钢丝绳完成载荷试验，安全系数≥13，检验合格后方可投入使用。3.测量放线：在井口设置4个永久控制点，采用全站仪完成井筒十字中心线标定，误差≤2mm；在井口下10m位置安装2台激光指向仪，分别投射井筒中心线和扩帮轮廓线，每掘进50m采用全站仪校核一次激光指向，避免累计偏差。4.临建设施：完成搅拌站、炸药库、材料堆放场、办公生活区建设，炸药库与井口距离≥300m，符合民用爆炸物品存放安全规范；施工用水、用电接入到位，备200kW柴油发电机作为应急电源，确保停电状态下提升、通风、排水系统正常运行。4.2爆破作业1.爆破参数设计：采用直眼掏槽爆破方式，炮孔深度3.2m，单循环进尺3.0m，炮孔布置分为掏槽孔、辅助孔、周边孔三类：掏槽孔：共8个，布置在井筒中心区域，孔距400mm，孔径45mm，装药系数0.8，采用连续装药结构，炸药选用2号岩石乳化炸药，单孔装药量1.2kg。辅助孔：共36个，布置在掏槽孔与周边孔之间，孔距800mm，排距700mm，孔径45mm，装药系数0.6，单孔装药量0.9kg。周边孔：共54个，沿扩帮轮廓线布置，孔距500mm，最小抵抗线600mm，孔径45mm，采用不耦合装药结构，不耦合系数1.5，单孔装药量0.3kg，孔口填塞长度≥500mm，采用黄土炮泥填塞密实。总装药量49.8kg/循环，采用毫秒延期电雷管起爆，段间延期时间≥25ms，最大单段起爆药量≤12kg，爆破振动速度控制在≤5cm/s，避免破坏原有井壁结构。2.爆破作业流程：凿岩前由班长采用激光指向仪划出炮孔位置，偏差≤50mm；凿岩过程中控制周边孔外插角≤1°，孔深偏差≤50mm，钻孔完成后由质检员逐孔验收，不合格孔重新钻孔。装药前将孔内岩粉吹洗干净，爆破工严格按设计参数装药，连线采用串联方式，连线完成后由安全员检查导通性，确认无误后所有人员撤离至井口100m外安全区域，设置警戒。起爆前10min发出声光预警信号，确认警戒范围内无人员后起爆；起爆后15min启动通风系统排烟，通风时间不少于30min，由爆破工携带气体检测仪下井检查，确认无盲炮、有毒有害气体浓度达标（CO≤24ppm、NOx≤2.5ppm、O₂≥19.5%）后，方可解除警戒。3.盲炮处理：发现盲炮后立即划定警戒区，禁止无关人员进入；可采用重新连线起爆的方式处理，若无法连线则在距离盲炮孔300mm位置平行钻孔装药起爆，严禁掏出炮孔内的雷管或炸药，处理完成后收集残留炸药、雷管统一销毁。4.3出渣作业1.爆后首先由作业人员采用长柄撬棍清理井壁浮石、危岩，清理顺序自上而下，确认井壁无松动岩体后，下放抓岩机至井底进行出渣作业。2.抓岩机作业时，吊桶位置避开抓斗运行路径，抓斗每次抓取渣石量≤额定容量的80%，避免渣石洒落；吊桶提升至井口时，关闭井口安全门，由井口作业人员清理吊桶边缘挂渣，防止坠物。3.井内积水采用潜水泵抽至吊桶内，与渣石一同提升排出，当涌水量超过10m³/h时，启动专用排水泵将积水直接排至地面沉淀池，避免影响出渣效率。4.出渣完成后，采用激光指向仪测量扩帮断面尺寸，超挖量控制在≤150mm，欠挖量≤50mm，欠挖部位采用风镐凿除，验收合格后方可进入下一道工序。4.4钢筋绑扎作业1.钢筋进场后按批次送检，力学性能检验合格后方可使用；钢筋在地面加工场下料，钢筋下料长度偏差≤10mm，钢筋表面无锈蚀、油污、变形。2.钢筋绑扎顺序为内层网片→拉结筋→外层网片，内层网片距离扩帮后岩面50mm，外层网片距离模板内壁50mm，双层网片间距250mm，采用Φ16@600梅花形布置的拉结筋固定。3.钢筋绑扎采用22号镀锌铁丝，绑扎点间距≤400mm，相邻绑扎点铁丝扣呈八字形，避免网片变形；钢筋搭接长度≥35d，同一截面接头率≤50%，接头错开距离≥35d且≥500mm。4.钢筋绑扎完成后，在网片外侧安装C30混凝土垫块，垫块间距≤1000mm，梅花形布置，确保保护层厚度偏差控制在+10mm、-5mm范围内；由质检员验收钢筋间距、搭接长度、保护层厚度，验收合格后签字留存记录。4.5模板安装作业1.整体金属模板在地面预拼装，检查模板直径偏差≤3mm，接缝间隙≤1mm，表面平整度≤2mm，涂刷脱模剂后分块下放至井内组装，组装完成后采用激光指向仪调校模板中心与井筒中心线重合，偏差≤10mm。2.模板高度3.0m，与上段已浇筑井壁搭接长度≥100mm，采用12组液压千斤顶支撑固定，支撑点沿圆周均匀布置，每个支撑点顶紧力≥5t，防止模板移位、上浮。3.模板底部设置50mm宽密封条，封堵模板与岩面之间的缝隙，避免浇筑时漏浆；模板上预留3个振捣口，间距2.0m，距离模板底部1.2m，便于混凝土振捣作业。4.模板安装完成后，由施工员检查模板的垂直度、直径、支撑牢固性，验收合格后方可进行混凝土浇筑。4.6混凝土浇筑作业1.混凝土配合比由试验室试配确定，水灰比≤0.45，坍落度控制在160~180mm，初凝时间≥6h，掺加适量粉煤灰和减水剂，提高混凝土和易性，避免泵送堵管。2.混凝土在地面搅拌站制备，搅拌时间≥90s，每班次至少做3组坍落度试验，预留2组标准养护试块、1组同条件养护试块，试块尺寸150mm×150mm×150mm。3.混凝土通过输送泵经Φ125mm无缝钢管输送至井内，输送管每隔20m采用U型卡与井壁固定，每次浇筑前先泵送1~2m³同配合比水泥砂浆润滑管道，避免堵管。4.混凝土分层浇筑，每层厚度≤300mm，采用插入式振动棒振捣，振捣棒插入下层混凝土深度≥50mm，振捣间距≤400mm，振捣至混凝土表面泛浆、无气泡溢出为止，严禁漏振、过振。5.混凝土浇筑至模板顶部时，抹平表面，与上段井壁接茬平整，接茬处平整度偏差≤5mm；浇筑完成后12h内进行养护，采用井内喷雾养护方式，养护时间不少于7d。6.混凝土强度达到设计强度的75%后方可拆模，拆模时先缓慢收回液压千斤顶，避免模板磕碰井壁，拆模后检查井壁外观，出现蜂窝、麻面面积≤0.5%的部位采用1:2水泥砂浆修补，出现大于0.5%的缺陷需制定专项修补方案，经监理单位同意后实施。五、安全保障措施5.1高空作业安全管控1.所有下井作业人员必须佩戴合格的安全帽、安全带、防滑靴，安全带采用双钩设计，作业时始终保证至少1个钩挂在可靠的固定点上，高挂低用。2.井口设置常闭式安全门，提升吊桶进出井时方可打开，安全门与提升绞车信号联锁，安全门未关闭时无法发出提升信号；井口周边设置1.2m高防护栏杆，底部设置18cm高挡脚板，防护栏杆上悬挂安全警示标志。3.井内作业平台采用厚度≥5mm的花纹钢板铺设，平台缝隙≤10mm，周边设置1.2m高防护栏杆，平台荷载≥2kN/m²，严禁超载堆放材料。4.所有井内工器具必须系保险绳，保险绳强度≥工器具重量的5倍，严禁抛掷工具、材料；吊桶提升时，井内所有作业人员必须躲避至安全硐室内，严禁在吊桶下方停留。5.2爆破作业安全管控1.炸药、雷管分开运输，采用专用防爆容器存放，运输过程中避免碰撞、跌落，井下临时存放点设置在专用安全硐室内，存放量不超过当班用量，剩余炸药、雷管必须当班退回地面炸药库，严禁私存。2.爆破警戒范围为井口周边100m，设置3个警戒点，每个警戒点安排2名警戒人员，持对讲机与起爆点保持通讯畅通，警戒期间禁止任何人员、车辆进入警戒区。3.每次爆破后采用振动监测仪监测原有井壁振动速度，若振动速度超过5cm/s，立即调整爆破参数，减少单段起爆药量，确保原有井壁结构安全。4.禁止在雷雨天、大雾天进行爆破作业，井下能见度低于5m时停止爆破作业。5.3防治水安全管控1.坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则，每掘进20m施工3个探水孔，探水孔深度≥10m，沿井筒前进方向及两侧45°方向布置，探明前方涌水情况。2.探水孔施工时若出现涌水、顶钻等现象，立即停止作业，不得拔出钻杆，上报技术负责人，制定注浆堵水方案后再进行处理。3.井内排水泵定期进行切换试验，每周一次，确保备用泵随时可以启动；排水管路每年进行一次耐压试验，确保无破损、泄漏。4.若发生突水事故，立即发出报警信号，所有人员沿提升系统撤离至地面，启动应急排水预案，严禁盲目下水施救。5.4提升系统安全管控1.提升绞车司机、信号工必须持证上岗，每班作业前检查绞车制动系统、钢丝绳、连接装置的完好情况，钢丝绳磨损量超过原直径的10%、断丝数超过总丝数的5%时立即更换。2.提升信号设置声光显示，井口、井底、绞车房三处信号联锁，信号不清时严禁开车，吊桶提升速度不得超过5m/s，接近井口时速度降至1m/s以下。3.每月对提升系统进行一次全面检测检验，由具备资质的第三方机构出具检测报告，合格后方可继续使用。4.严禁超载提升，吊桶装载渣石、物料不得超过桶口上沿，人员乘坐吊桶时必须系好安全带，身体部位不得伸出桶外。六、质量管控措施1.建立“三检制”质量管控体系，每道工序完成后由作业班组自检、施工员复检、质检员专检，验收合格后报监理单位签字确认，方可进入下一道工序。2.原材料进场必须附带质量证明文件，按批次送检，不合格原材料严禁进场使用；混凝土搅拌过程中严格按配合比计量，计量误差控制在：水泥±2%、骨料±3%、水±2%、外加剂±2%。3.每10m井筒进行一次断面测量，采用全站仪实测10个点的