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竖井基本参数本次扩帮施工竖井为XX矿山主提升竖井，原设计井筒净直径6.5m，井深928m，井筒支护形式为上段0~200m采用C30素混凝土支护，壁厚300mm；200~928m采用C25素混凝土支护，壁厚250mm。因生产能力提升需求，需将井筒净直径扩至7.5m，扩帮后总井深保持928m不变，扩帮完成后支护形式调整为0~200m采用C35钢筋混凝土支护，壁厚350mm；200~928m采用C30素混凝土支护，壁厚300mm。本次扩帮总工程量为：井壁破碎开挖工程量约7260m³，新浇筑混凝土工程量约8320m³，钢筋制安工程量约186t。1.2工程地质与水文地质井筒穿过地层依次为：0~45m为第四系粉质黏土、卵石层，松散系数1.6~1.8，f系数1~2；45~320m为千枚岩，节理发育，岩体破碎，f系数3~4，局部存在软弱夹层；320~760m为变质砂岩，岩体较完整，f系数6~8；760~928m为花岗岩，岩体完整，f系数8~10。水文地质条件：井筒涌水主要集中在0~200m段，正常涌水量为12m³/h，最大涌水量为28m³/h；200m以下段正常涌水量为3m³/h，最大涌水量为8m³/h，无大型承压含水层。1.3施工难点1.原有井筒内设施（罐道、罐道梁、排水管、电缆支架等）需分步拆除，与扩帮施工交叉作业，安全管控难度大；2.扩帮施工为高空临边作业，井下落物风险高，需严格落实防护措施；3.浅部地层破碎，扩帮过程中易出现井壁片帮、坍塌，需加强临时支护；4.井筒内作业空间有限，多工序平行作业时组织协调要求高，需避免工序冲突。二、编制依据1.《金属非金属矿山安全规程》GB16423-2020；2.《矿山井巷工程施工及验收规范》GBJ213-90；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.业主提供的竖井原设计图纸、地质勘察报告及扩帮改造技术要求；6.现场实地勘查及同类竖井扩帮工程施工经验数据。三、施工总体部署3.1施工顺序按照“由上至下、分段扩帮、分段支护”的原则组织施工，总体顺序为：1.井口施工准备及防护设施安装→2.井筒内原有设施分段拆除→3.分段进行井壁扩帮破碎开挖→4.分段临时支护→5.分段钢筋绑扎/立模/混凝土浇筑→6.井筒内新设施安装→7.竣工验收。每段施工高度根据地层稳定性确定：0~200m破碎段每段高度2m，200~928m稳定段每段高度4m，特殊破碎地段段高调整为1m。3.2工期安排总工期180日历天，其中：施工准备：10天井筒设施拆除：30天扩帮开挖及支护：120天井筒设施安装及验收：20天各工序采用流水作业，上下段施工间隔不小于20m，避免交叉作业坠物风险。3.3劳动力配置成立专项施工项目部，配置管理人员8人（项目经理1人、技术负责人1人、安全负责人1人、施工员2人、质检员1人、材料员1人、资料员1人），作业人员分为4个班组，实行四班三倒制，每班作业人员配置：工种人数职责范围班组长1当班作业组织、安全协调凿岩工2钻孔、破碎作业爆破工1装药、起爆（仅限爆破扩帮段）出渣工2井内渣石清理、吊运钢筋工2钢筋下料、绑扎模板工2模板安装、加固、拆除混凝土工2混凝土浇筑、振捣信号工2井口、井底信号指挥卷扬机司机1提升设备操作维修工1设备日常维护合计16/3.4主要施工设备配置设备名称规格型号数量用途提升绞车JK-2.5×2.01台人员、材料、渣石提升吊桶2m³2个渣石、材料转运伞钻FJD-6A1台硬岩段钻孔作业液压破碎锤YG-1502台软岩段、混凝土井壁破碎抓岩机HZ-61台井内渣石抓取中心回转抓岩机/1台配合出渣作业整体移动式金属模板直径7.5m，段高4m1套混凝土支护浇筑段高2m金属模板直径7.5m，段高2m1套浅部破碎段支护浇筑混凝土输送泵HBT601台混凝土井口输送注浆泵2TGZ-60/2102台工作面预注浆、井壁注浆通风机FBDNo6.3/2×30kW2台井筒通风，一用一备激光指向仪JZY-42台井筒垂直度、轮廓线控制空压机20m³/min2台气动设备供气排水泵MD46-50×103台井筒涌水抽排，一用一备一检修4.1井口准备1.对井口原有锁口进行加固，在锁口四周浇筑C30混凝土圈梁，圈梁尺寸为宽500mm、高600mm，内置Φ20mm钢筋网，网格间距200mm×200mm，圈梁与原有锁口植筋连接，植筋深度不小于300mm；2.安装井口防护门，防护门采用12号工字钢作为框架，Φ16mm钢筋焊接网格，网格间距100mm×100mm，防护门高度不低于1.2m，设置联锁装置，只有吊桶停稳在井口时方可开启；3.搭建井口操作平台，平台采用20号工字钢满铺，上铺5mm厚花纹钢板，平台四周设置1.5m高防护栏杆，栏杆底部设置180mm高挡脚板，平台承载力不小于5kN/㎡；4.安装井口防雨棚，覆盖整个井口作业区域，避免雨水进入井筒。4.2技术准备1.复核井筒原有中心线、标高控制点，在井口设置4个永久基准点，采用全站仪进行坐标及高程校核，误差控制在±5mm以内；2.每10m设置一组井筒轮廓控制点，采用激光指向仪投射井筒开挖边线、支护边线，施工过程中每段校核一次，避免扩帮偏差过大；3.对所有作业人员进行专项安全技术交底，交底内容涵盖各工序操作要点、风险防控措施、应急处置流程，签字确认后方可上岗；4.编制专项爆破方案、临时用电方案、应急救援预案，按要求完成专家论证及审批。4.3设备调试1.对提升绞车、吊桶、钢丝绳等提升系统进行全面检测，做1.25倍额定载荷的重载试验，检测合格后方可投入使用；2.对通风、排水、供电、通信系统进行试运行，确保各系统连续稳定运行，其中通信系统设置井口、井内工作面、卷扬机房、调度室四地直通电话，同时配备5台防爆对讲机作为备用通信设备；3.对破碎锤、凿岩机、注浆泵等作业设备进行试运转，备足易损件，确保施工过程中设备故障停机时间不超过2小时/天。五、井筒原有设施拆除5.1拆除顺序按照“由上至下、先附属后主体”的原则拆除：每20m为一个拆除段，先拆除该段内电缆、排水管、风筒等管线，再拆除罐道、罐道梁，最后拆除电缆支架、梯子间构件，拆除的构件及时吊运至地面，严禁堆放在井内临时平台上。5.2拆除作业要求1.作业前切断井筒内所有供电管线电源，挂“有人作业、禁止合闸”标识牌，安排专人值守；2.拆除作业时，下方100m范围内严禁其他作业，井底设置警戒区，安排专人值守，严禁人员进入；3.罐道、罐道梁采用气割拆除，气割作业下方设置防火兜，防止火星坠落引发火灾，作业面配备2台4kg干粉灭火器及0.5m³消防砂；4.拆除的构件采用钢丝绳捆绑牢固，捆绑点不少于2处，起吊前试吊1~2次，确认捆绑牢固后方可提升，提升速度控制在0.5m/s以内，避免构件碰撞井壁；5.每段拆除完成后，及时清理井壁上遗留的膨胀螺栓、钢筋头等突出物，防止后续施工中坠落伤人。5.3拆除安全管控1.作业人员必须佩戴双钩安全带，安全带分别挂设在独立的安全绳上，安全绳直径不小于16mm，上端固定在井口专用锚点上，锚点承载力不小于10kN；2.拆除作业面设置可移动防护平台，平台采用16号工字钢焊接，尺寸为2m×2m，四周设置防护栏杆，平台承载力不小于2kN/㎡，平台通过手动葫芦悬挂在井口设置的专用钢梁上，可随作业面移动；3.每班作业前检查安全绳、捆绑钢丝绳、葫芦的完好性，发现断丝、磨损超过10%立即更换。六、扩帮开挖施工6.1开挖参数确定扩帮后井筒开挖直径为8.1m（支护厚度300mm段）/8.2m（支护厚度350mm段），每段开挖量根据段高确定：2m段高开挖量约103m³，4m段高开挖量约206m³。开挖轮廓线采用激光指向仪控制，每循环开挖前校核开挖边线，超挖控制在±150mm以内，欠挖严禁超过50mm，发现欠挖及时处理。6.2开挖方式选择根据地层及原有井壁结构，采用两种开挖方式：1.人工+机械破碎法：适用于0~320m段（原有混凝土井壁+千枚岩、第四系地层），采用液压破碎锤直接破碎原有混凝土井壁及围岩，破碎顺序为沿井筒圆周均匀破碎，先破碎井壁上部，再逐步向下，避免局部破碎过多导致井壁应力集中坍塌。2.浅孔爆破法：适用于320~928m段（变质砂岩、花岗岩地层），采用控制爆破技术减少对周边围岩的扰动。爆破参数如下：炮孔布置：沿井筒圆周布置3圈炮孔，外圈孔距开挖轮廓线100mm，孔间距600mm，排距500mm；中圈孔间距800mm，排距600mm；内圈孔间距1000mm，排距700mm；炮孔深度：4m段高时孔深4.2m，2m段高时孔深2.2m；装药结构：采用反向装药，每孔装2号岩石乳化炸药，外圈孔装药系数0.4，单孔装药量0.8kg；中圈孔装药系数0.5，单孔装药量1.2kg；内圈孔装药系数0.6，单孔装药量1.6kg；起爆网络：采用毫秒延期导爆管雷管，外圈孔采用1段雷管，中圈孔采用3段雷管，内圈孔采用5段雷管，段间延期时间不小于50ms，采用非电起爆系统，起爆点设置在井口外50m安全区域；爆破震动控制：在井壁四周布置震动监测点，爆破震动速度控制在10cm/s以内，超过限值时调整装药量及爆破参数。6.3出渣作业每段开挖完成后，采用中心回转抓岩机抓取渣石装入2m³吊桶，提升至井口后倒入渣仓，由自卸汽车转运至指定排渣场。出渣作业要求：1.抓岩机作业时，下方严禁站人，抓斗提升时避开井内管线及作业人员；2.吊桶装渣量不超过桶容积的90%，避免提升过程中渣石坠落；3.出渣过程中安排专人检查吊桶、钢丝绳的完好性，发现异常立即停止作业；4.出渣完成后清理井底积水，积水深度不超过100mm，方可进行下一道工序。6.4涌水处理施工过程中若工作面涌水量超过10m³/h，先进行工作面预注浆处理：1.注浆孔沿井筒圆周布置，孔间距2m，孔深5m，倾角15°向外；2.采用水泥-水玻璃双液浆，水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1:1~0.8:1，水玻璃浓度35~40Be°，水泥浆与水玻璃体积比1:0.3~1:0.5；3.注浆压力控制在静水压力的1.5~2倍，终压稳定30min、进浆量小于0.5L/min时停止注浆；4.注浆完成后扫孔检查涌水量，涌水量小于2m³/h后方可继续开挖。井壁淋水采用导水槽引导至井底积水坑，由排水泵抽排至地面，导水槽采用铁皮制作，沿井壁每隔5m布置一道，接入竖向排水管。七、临时支护施工扩帮开挖完成后必须立即进行临时支护，严禁空顶作业，临时支护形式根据地层稳定性确定：7.1锚网喷临时支护（适用于200~928m稳定段）1.锚杆：采用Φ20mm螺纹钢锚杆，长度2000mm，间排距800mm×800mm，采用树脂药卷锚固，每根锚杆用2卷Z2360树脂药卷，锚固力不小于80kN；2.钢筋网：采用Φ6mm钢筋焊接，网格尺寸150mm×150mm，网片间搭接长度不小于100mm，用16号铁丝绑扎牢固；3.喷射混凝土：采用C20混凝土，厚度100mm，喷射作业从井底向上进行，喷头与受喷面垂直，距离0.8~1.2m，喷射压力控制在0.15~0.2MPa，喷射完成后洒水养护7天。7.2钢拱架+锚网喷临时支护（适用于0~200m破碎段）1.钢拱架采用18号工字钢加工，弧度与井筒开挖轮廓一致，每榀拱架分为3段，采用螺栓连接，拱架间距800mm，拱架之间采用Φ20mm钢筋焊接连接，连接筋间距1m；2.拱架脚采用垫板支撑，垫板尺寸为200mm×200mm×10mm钢板，拱架与井壁之间的间隙用楔块楔紧；3.拱架安装完成后，挂钢筋网、喷射C20混凝土，厚度150mm，将拱架全部包裹。7.3临时支护质量要求1.锚杆安装后逐根做拉拔试验，合格率100%；2.喷射混凝土厚度采用钻孔检测，每10m检测一组，每组不少于3个点，厚度合格率不小于90%；3.钢拱架安装垂直度偏差不大于5‰，间距偏差不大于±100mm。八、永久支护施工每段临时支护完成后，验收合格方可进行永久支护施工，永久支护按照“钢筋绑扎→模板安装→混凝土浇筑→养护拆模”的流程进行。8.1钢筋绑扎（仅0~200m段）1.钢筋型号：主筋采用Φ25mm螺纹钢，环向间距200mm；箍筋采用Φ16mm螺纹钢，竖向间距250mm；拉结筋采用Φ12mm圆钢，间排距500mm×500mm，梅花形布置；2.钢筋连接：主筋采用直螺纹套筒连接，套筒等级为I级，连接强度不小于钢筋母材强度，同一截面接头率不超过50%，接头错开距离不小于35d（d为钢筋直径）；3.钢筋绑扎：先绑扎环向主筋，再绑扎竖向箍筋，最后安装拉结筋，钢筋保护层厚度50mm，采用C35混凝土垫块控制，垫块间距1m，梅花形布置；4.钢筋绑扎完成后进行隐蔽工程验收，验收合格后方可安装模板。8.2模板安装1.采用整体移动式金属模板，模板高度与施工段高一致，模板面板厚度8mm，加劲肋采用10号槽钢，间距300mm；2.模板安装前刷脱模剂，采用激光指向仪校正模板位置，模板中心与井筒中心偏差不大于5mm，垂直度偏差不大于3‰，内径偏差不大于±20mm；3.模板采用液压油缸支撑加固，支撑点沿圆周均匀布置，不少于8个，支撑力不小于10kN/点，模板底部与前段支护混凝土搭接长度不小于100mm，缝隙用海绵条填塞，防止漏浆；4.模板上部设置进料口、振捣口，进料口尺寸400mm×400mm，沿圆周布置4个，振捣口尺寸300mm×300mm，沿圆周布置6个。8.3混凝土浇筑1.混凝土采用商品混凝土，罐车运输至井口，通过混凝土输送泵经溜灰管输送至井内模板内，溜灰管底部距浇筑面高度不大于2m，防止混凝土离析；2.混凝土分层浇筑，每层厚度不大于300mm，采用插入式振捣器振捣，振捣器移动间距不大于300mm，插入下层混凝土深度不小于50mm，振捣至混凝土表面泛浆、无气泡冒出为止，严禁漏振、过振；3.混凝土入模温度控制在5~30℃，夏季高温时采取骨料降温、加冰搅拌等措施，冬季采取加热水搅拌、运输罐车保温等措施；4.每段混凝土连续浇筑，中间间断时间不超过混凝土初凝时间，若超过初凝时间，按施工缝处理：将表面浮浆、松动石子清理干净，铺20mm厚与混凝土同配合比的水泥砂浆，再继续浇筑；5.每段混凝土制作3组标准养护试块，同条件养护试块不少于1组，作为拆模强度依据。8.4养护与拆模1.混凝土浇筑完成后12h内开始洒水养护，养护频率每4h一次，养护时间不少于14天；2.拆模强度不小于设计强度的75%，同条件养护试块强度达标后方可拆模，拆模时先卸载支撑油缸，再用手动葫芦将模板缓慢提升至下一段施工位置；3.拆模后检查混凝土表面质量，出现蜂窝、麻面、孔洞等缺陷时，及时采用环氧树脂砂浆修补，缺陷深度超过100mm时采用高一级标号混凝土修补。九、施工测量与质量控制9.1施工测量1.井口设置的4个基准点每月复核一次，采用全站仪校核坐标及高程，误差超过±5mm时及时调整；2.每施工20m采用悬挂钢丝垂线的方法校核井筒中心，采用50kg重锤，钢丝直径1.2mm，校核时与激光指向仪投射的中心线对比，偏差超过10mm时及时调整激光指向仪参数；3.每段施工完成后，采用超声波测井仪检测井筒直径、井壁垂直度，井筒直径偏差控制在±30mm以内，井壁总垂直度偏差不超过井深的1/1000，且最大不超过500mm。9.2质量控制标准1.扩帮开挖：超挖≤150mm，欠挖≤50mm，开挖轮廓线偏差≤100mm；2.临时支护：锚杆锚固力≥80kN，喷射混凝土厚度≥设计值的90%，钢拱架间距偏差≤±100mm；3.永久支护：钢筋间距偏差≤±10mm，保护层厚度偏差≤±5mm，模板垂直度偏差≤3‰，混凝土强度符合设计要求，井壁表面平整度≤5mm/m，无蜂窝、麻面、裂缝等缺陷。9.3质量检查制度1.实行“三检制”：班组自检、工序互检、项目部专检，每道工序验收合格后方可进入下一道工序；2.每50m组织一次阶段性质量验收，邀请业主、监理单位参加，验收合格后方可继续下一段施工；3.所有质量检查资料同步整理，签字齐全，归档保存。十、安全保障措施10.1防坠物措施1.井口设置专人值守，严禁无关人员进入井口区域，所有进入井筒的工具、材料全部登记，采用工具袋或捆绑牢固，严禁向井内抛掷任何物品；2.吊桶提升时，井口、井底信号工确认吊桶运行路线无障碍物后，方可发出提升信号，提升速度控制在：升降人员时≤3m/s，升降物料时≤5m/s，过卷高度不小于5m；3.距工作面20m位置设置固定式防护挡盘，挡盘采用20号工字钢焊接，满铺5mm厚钢板，四周与井壁间隙不大于100mm，挡盘上设置人行通道及物料提升口，提升口采用可关闭的防护盖，作业时关闭，只有提升物料时开启，阻挡上部坠物。10.2通风与瓦斯防护1.采用压入式通风，风筒直径800mm，风筒末端距工作面距离不大于10m，工作面风量不小于4m³/s，风速控制在0.5~1m/s；2.每班作业前检测工作面瓦斯浓度，瓦斯浓度超过0.5%时立即停止作业，撤出人员，加强通风，瓦斯浓度降至0.5%以下后方可恢复作业；3.风筒安排专人维护，发现破损及时修补，漏风率不超过5%，严禁随意断开风筒。10.3临时用电安全1.井筒内供电采用127V安全电压，照明采用防爆LED灯，每10m布置一个，亮度不小于100lux；2.所有电气设备全部接地，接地电阻不大于4Ω，供电线路采用防爆橡套电缆，悬挂在井壁无砸碰位置，绝缘层破损时立即更换；3.配电系统采用三级配电两级保护，每台设备设置独立的开关及漏电保护器，漏电动作电流不大于30mA，动作时间不大于0.1s。10.4爆破作业安全1.爆破器材存放于专用爆破器材库，领退手续齐全，严禁私自留存爆破器材；2.爆破前确认所有人员撤至井口外50m安全区域，设置警戒哨，鸣笛警示3次后方可起爆；3.爆破后通风30min，由爆破工进入工作面检查盲炮、危石，确认安全后方可允许其他人员进入工作面；4.