过深厚粘土层补充施工技术安全措施培训

过深厚粘土层补充施工技术安全措施培训CONTENTS目录01工程概况与地质特征02施工方案设计与比选03关键施工技术措施04冻结系统管理与维护CONTENTS目录05施工安全保障措施06质量控制与验收标准07应急管理与风险防控01工程概况与地质特征工程基本情况工程概况

以山东省生建煤矿主井为例，设计生产能力0.45mt/a，采用主井开拓方式、冻结法施工，冻结深度488m，现主井筒外壁已掘砌至-430.3m，距下段深厚粘土层7.6m。粘土层位置及特性

粘土层位于-437.9～-457.78m，层厚19.88m；上部棕黄、灰绿、灰白色，中部以灰绿色为主夹紫红色，下部以灰白色为主夹绿色，呈半固状，有滑感，含少量姜结石及石英小砾石。冻结情况

目前井帮温度（测点深度-430m）N：-12.2℃,S:-10.8℃,E:-7.8℃,W:-11.5℃；测温孔温度-25.7℃/-410m，工作面已全断面冻实。粘土层位置及分布01主井粘土层位置与埋深山东省生建煤矿主井粘土层位于-437.9～-457.78m深度范围，层厚19.88m，当前外壁施工至-430.3m，距粘土层顶部7.6m。02西风井粘土层位置与埋深钱营孜西风井特厚粘土段位于井深164.87m以下，至211.85m，层厚达46.98m，处于表土段（227.75m）范围内，采用冻结法施工。03中风井膨胀粘土层分布中风井膨胀粉质粘土层依据勘察报告显示，部分区段具有弱膨胀潜势，南风井施工中发现该段岩层实际具有较强膨胀性。粘土层物理力学特性粘土层位置及厚度以山东省生建煤矿主井为例，粘土层位于-437.9～-457.78m，层厚19.88m；钱营孜西风井特厚粘土段位于井深164.87m以下，厚46.98m。颜色与状态特征上部多呈棕黄、灰绿、灰白色，中部以灰绿色为主夹紫红色，下部以灰白色为主夹绿色，呈半固状，有滑感，含少量姜结石及石英小砾石。物理性质指标具有粘性强、可塑性好、面光滑、内生滑面发育等特点，部分粘土层（如钱营孜西风井粘土）膨胀性低，而部分（如南风井揭露粘土）具有较强膨胀潜势。力学行为表现中等压缩性，干强度高，无摇振反应，稍有光泽。在施工中易出现井帮位移、底鼓现象，需通过预留位移量、设置释压槽等方式释放压力。冻结施工基本情况冻结深度及范围山东省生建煤矿主井冻结深度488m，现井筒外壁已掘砌至-430.3m，即将进入-437.9～-457.78m段厚19.88m的深厚粘土层；钱营孜西风井冻结深度332m，特厚粘土段位于井深164.87m以下，厚46.98m。井帮温度监测数据据特殊工程公司济西制冷冻结工程日报表，当前主井工作面已全断面冻实，-430m深度井帮温度：N：-12.2℃，S:-10.8℃，E:-7.8℃，W:-11.5℃；测温孔温度-25.7℃/-410m。冻结施工目标要求井筒过膨胀粘土段施工中，需强化冻结以提升冻结强度，控制黏土层井帮温度必须达到-8℃以下，确保井帮稳定性，为安全掘砌提供保障。02施工方案设计与比选施工方案概述

方案比较与选择针对深厚粘土层施工，主要比较了2.2m段高整体金属模板（方案1）与1.2m段高井圈绳捆金属模板（方案2）。方案1具有施工经验成熟、脱模立模时间短、接茬少、井壁整体性好等优点，但掘砌时间较长；方案2掘砌时间短、支护及时，但存在接茬多、整体性差、工序多、钢筋消耗大等缺点，综合考虑选择方案1。

核心施工原则坚持“先让后抗、抗放结合”的原则，结合深厚粘土层特性，合理科学组织施工，尽量减少井帮暴露时间，依据实际检测的井帮位移、底鼓状况及施工信息、实测数据指导施工，及时调整段高，确保施工安全和工程质量。

关键施工方法掘进时先挖中心超前小井，使其低于工作面1m以上，采用倒台阶式挖掘以释放部分井帮压力和膨胀力；当掘进深度达1m~1.5m时开始开帮，井筒掘进半径放大100mm，并预留部分井帮位移量和底鼓量；同时，每模开帮后需及时测量井帮位移和底鼓量并做好记录，以便指导后续施工。方案一：2.2m段高整体金属模板方案核心参数段高2.2m，采用整体金属模板施工，设计掘进断面49.61m²，砼标号C55，外井壁为双层钢筋砼结构，内排竖筋、环筋25mm，间距300×300mm，外排竖筋、环筋25mm，间距300×300mm，联系筋8mm，间距600mm。主要优势主井队大模板施工经验成熟，脱模、立模时间较短，接茬少，合茬质量好，井壁成形质量规整，整体性好，能保证连续作业。存在不足2.2m段高掘砌时间较长，可能导致井帮暴露时间相对增加，需结合冻结情况及井帮位移监测数据动态调整施工节奏。方案二：1.2m段高井圈绳捆金属模板

01方案核心特点采用1.2m段高进行掘砌作业，使用井圈绳捆金属模板方式支护，旨在缩短单次掘砌时间，实现支护及时。

02主要优点1.2m段高使得单循环掘砌时间较短，能快速完成支护作业，可减少井帮暴露时间，在一定程度上降低安全风险。

03主要缺点一：施工连续性与井帮暴露不能连续施工，刃角处井帮暴露时间较长，可能增加井帮失稳风险，对施工安全和工程进度产生不利影响。

04主要缺点二：井壁质量与工序安全接茬较多导致井壁整体性差，成井质量不佳；工序繁琐，支模、拆模时间长，增加了安全隐患和施工复杂度。

05主要缺点三：材料消耗与施工效率钢筋搭接数量增多，造成钢筋消耗量增大；整体模板需拆除升井，后续复用还需下井安装，影响施工时间，降低整体施工效率。方案比选与确定

2.2m段高整体金属模板方案优点：主井队大模板施工经验成熟，脱模、立模时间较短，接茬少，合茬质量好，井壁成形质量规整，整体性好，能保证连续作业。缺点：2.2m段高掘砌时间较长。

1.2m段高井圈绳捆金属模板方案优点：1.2m段高掘砌时间较短、支护及时。缺点：不能连续施工，刃角处井帮暴露时间较长；接茬多，井壁整体性差，成井质量差；工序多，安全因素差，支模、拆模时间长；钢筋搭接增多，钢筋消耗量增大；整体模板需拆除升井，以后还需下井安装影响时间较长。

方案确定原则综合考虑施工经验、井壁质量、施工连续性及安全因素，结合深厚粘土层施工对井帮暴露时间和井壁整体性的要求，优先选择2.2m段高整体金属模板方案。03关键施工技术措施掘进施工工艺

中心超前小井开挖施工时先挖中心超前小井，使其低于工作面1m以上，通过倒台阶式挖掘释放部分井帮压力和深厚粘土的膨胀力，为后续开帮创造条件。

段高选择与控制结合工程实际，可采用2.2m段高整体金属模板或1.2m段高井圈绳捆金属模板施工方案。2.2m段高虽掘砌时间较长，但井壁整体性好；1.2m段高掘砌时间短、支护及时，需根据现场条件合理选择。

荒径预留与开帮作业掘进时井筒掘进半径放大100mm，预留部分井帮位移量和底鼓量。当掘进深度达到1m~1.5m时开始开帮，确保荒径符合设计标准，为后续支护施工奠定基础。

井帮暴露时间控制严格控制井帮围岩暴露时间，一般不得超过18小时，每段高作业循环时间不超出20小时，通过合理组织施工工序，减少井帮暴露时间，降低施工风险。模板工程技术要求

模板选型与段高控制优先选用整体金属模板，主井施工推荐2.2m段高，利用成熟施工经验缩短脱模立模时间，减少接茬以保证井壁整体性；特殊情况下可选用1.2m段高井圈绳捆金属模板，需注意控制井帮暴露时间及接茬处理质量。

模板安装精度要求立模前需严格检验荒径，确保井壁厚度符合设计标准；按井筒中心线精确矫正模板，操平工作面，保证模板垂直度偏差不超过规范要求，确保井壁成形规整。

模板加固与稳定性保障模板安装需牢固可靠，采用对接方式铺设75mm厚泡沫板，接缝严密并用圆钉固定；施工过程中需监测模板稳定性，防止因井帮压力或混凝土浇筑冲击导致模板变形移位。

脱模与周转管理脱模时间需根据混凝土强度确定，确保24小时强度达到设计值50%以上；整体模板拆除升井后需进行检修维护，保证下次下井安装质量，减少对施工进度的影响。钢筋工程施工要点

钢筋材料规格与配置外井壁采用双层钢筋砼结构，内排竖筋、环筋为25mm，间距300×300mm；外排竖筋、环筋同样为25mm，间距300×300mm；联系筋直径8mm，间距600mm，确保钢筋骨架整体稳定性。

钢筋连接与搭接要求钢筋连接应符合设计规范，搭接长度需满足强度要求。因段高调整可能导致钢筋搭接增多，需严格控制搭接质量，避免因搭接不当增加钢筋消耗量或影响结构整体性。

钢筋安装质量控制立模前需设专人检验钢筋位置及保护层厚度，确保井壁厚度符合设计标准。钢筋安装应牢固，避免浇筑混凝土时发生位移，严格按照井筒中心线矫正钢筋骨架，保证结构受力均匀。

原材料进场检验对进场钢筋、直螺纹丝套等原材料，按规定及时送检，检验不合格的材料严禁使用，确保钢筋的力学性能和规格符合设计要求，从源头保障钢筋工程质量。混凝土工程质量控制

原材料质量把控对水泥、砂、石子、钢筋等原材料按规定及时送检，检验不合格的材料严禁使用，确保混凝土强度和耐久性符合设计要求。

配合比与搅拌控制严格按照试配提供的配合比进行混凝土配制，控制好水灰比和搅拌时间，保证混凝土的和易性与均匀性。

混凝土入模温度与早期强度保障确保混凝土的入模温度不得低于15℃，使混凝土的强度在24小时达到设计值的50%，72小时内达到设计值的70%以上，提升井壁承载能力。

浇筑与振捣工艺混凝土浇筑时分层对称入模，分区、定人、定位，专人负责使用风动振动棒振捣，确保混凝土密实，避免蜂窝、麻面等质量缺陷。泡沫板铺设技术要求

材料规格与质量要求应选用双层厚度50mm的聚苯乙烯泡沫塑料板，材料需符合相关质量标准，确保其保温、抗压性能满足施工需求。

铺设方式与接缝处理铺设时应紧贴岩面，采用对接方式，确保接缝严密，防止冷气泄露影响冻结效果，保证整体保温层的连续性。

固定要求使用圆钉将泡沫塑料板固定牢固，避免在施工过程中发生位移或脱落，确保铺设质量稳定可靠。04冻结系统管理与维护冻结温度监测要求

井帮温度控制标准施工期间需确保黏土层井帮温度达到-8℃以下，以保证冻结壁强度满足施工安全要求。

测点布置与监测频率在井筒不同深度设置测温点，如-430m处监测N、S、E、W四个方向井帮温度，同时监测-410m等关键深度测温孔温度，每日记录数据。

温度异常处置措施当实测温度偏离设计值时，应及时调整冻结系统运行参数，强化冻结效果，确保工作面全断面冻实，防止井帮失稳。冻结壁强度保障措施

强化冻结监测与调控施工期间需持续监测井帮温度，确保关键测点（如-430m深度）温度达到设计要求，例如N：-12.2℃,S:-10.8℃,E:-7.8℃,W:-11.5℃，同时关注测温孔温度（如-25.7℃/-410m），确保工作面全断面冻实，提升冻结强度。

控制井帮暴露时间优化施工组织，将井帮暴露时间严格控制在18小时以内，通过合理安排“三掘一砌”作业班次，缩短循环时间，减少冻结壁在无支护状态下的暴露时长，降低失稳风险。

预留合理位移空间掘进时适当放大井筒掘进半径（如放大100mm），预留井帮位移量和底鼓量，结合实测位移数据动态调整开挖参数，避免冻结壁因挤压应力过大而受损。

优化冻结施工参数依据地质条件和冻结工程日报表，调整冻结系统运行参数，确保冻结壁厚度和强度满足施工要求，必要时采取强化冻结措施，使黏土层井帮温度稳定控制在-8℃以下。冻结系统运行维护

温度监测与控制定期监测井帮温度，确保测点深度-430m处井帮温度达到设计要求（如N：-12.2℃,S:-10.8℃,E:-7.8℃,W:-11.5℃），测温孔温度维持在-25.7℃/-410m，保证工作面全断面冻实。

制冷设备日常巡检依据冻结工程日报表，检查制冷机组运行参数，确保设备无泄漏、压力正常。重点关注盐水温度、流量及冻土扩展速度，发现异常及时调整，防止冻结壁强度不足。

冻结管维护与故障处理定期检查冻结管密封性，防止盐水泄漏影响冻结效果。若出现冻结管堵塞或破损，立即停机排查，采用打压试验定位漏点，及时修复以维持冻结系统稳定。05施工安全保障措施井帮位移与底鼓监测

监测频率与要求过厚粘土期间，每模开帮后必须及时测量井帮位移和底鼓量，并做好详细记录，确保数据的连续性和准确性，为施工调整提供依据。

监测数据应用依据实测的井帮位移、底鼓状况等施工信息和数据，指导施工，及时进行段高的调整，确保施工的安全和工程质量。

异常情况处理当发现井帮位移或底鼓量异常时，应立即停止施工，及时通知监理单位和建设单位，采取扩大井帮开挖荒径、缩小段高等相应对策。防片帮安全措施

控制井帮暴露时间严格控制井帮暴露时间在18小时以内，通过合理组织施工，如采用“三掘一砌”作业方式，缩短每循环作业时间，减少粘土层因暴露时间过长而发生片帮的风险。

超前释放压力措施掘进时先挖中心超前小井，使其低于工作面1m以上，形成倒台阶式挖掘，释放部分井帮压力和粘土层膨胀力。同时，开帮后开挖释压槽，规格一般为宽深高=0.5m×0.5m×1.0m，数量4-8个，上下段释压槽交错布置，槽内用芦苇充填密实。

合理确定掘进参数根据粘土层特性，适当放大井筒掘进半径，预留井帮位移量和底鼓量，一般掘进半径放大100mm。并依据实测井帮位移及底鼓数据，及时调整段高，确保施工安全。

强化井帮支护防护当掘进断面积和荒径达到设计标准后，紧贴岩面铺设双层聚苯乙烯泡沫塑料板，每层厚度50mm，采用对接方式确保接缝严密，并用圆钉固定牢固，增强井帮的稳定性。爆破作业安全要求

爆破方案制定与审批施工前必须对现场进行全面安全检查，制定详细的爆破方案，并报相关部门审批。方案应明确爆破参数、安全距离、警戒范围等内容，确保符合《井巷工程施工验收规范》及相关安全标准。

作业人员资质管理爆破作业必须由经过专业培训并持有相应资质证书的人员操作，严禁无证上岗。作业前应对人员进行专项安全技术交底，明确操作流程和应急处置措施。

爆炸物品管理规定爆炸物品的储存、运输和使用必须严格遵守国家法律法规，储存场所需符合安全标准，设专人管理并建立台账。运输过程中需使用专用车辆，严禁与其他物品混装。

现场防护与警戒措施爆破现场周围应设置明显警示标志和足够的防护设施，划定警戒范围并安排专人警戒。爆破前必须确认所有人员撤离至安全区域，爆破后经检查确认无安全隐患方可解除警戒。地下水位监测与控制

施工前地下水位检测施工前应进行地下水位检测，并根据该数据调整设备的位置和挖掘速度等参数，以避免对地下水位的影响。

施工中水位变化监测在挖掘时，应不断检测地下水位的变化情况，并及时采取补救措施。

水位异常应对措施如果地下水位升高，应立即停止挖掘并采取相应的排水措施，如设置集水井、排水沟等，以保证施工现场的安全。施工机械安全管理机械作业前检查制度施工机械（如压路机、挖掘机等）作业前必须检查制动、转向、钢丝绳等关键部件，确认无故障后方可启动，严禁带病作业。机械作业区域安全距离控制机械行驶路线应避开基坑边缘，与边坡保持≥2m的安全距离；机械回转半径内严禁站人，作业人员需佩戴安全帽并保持安全操作距离。特种作业人员持证上岗要求压路机司机、电工等特种作业人员必须持有效资质证书上岗，施工前需接受专项安全技术交底，明确操作规程及应急处置措施。临时用电安全措施配电系统保护要求施工现场临时用电必须采用TN-S接零保护系统，配电箱、开关箱应严格执行“一机、一闸、一漏、一箱”标准，漏电保护器的动作电流应≤30mA，确保漏电时能迅速切断电源。电气设备使用规范施工机械电气设备在作业前需检查制动、转向及电气线路等部件，严禁带病运行。电缆线应架空或穿管埋地敷设，严禁浸泡在水中或直接埋入土中，避免绝缘损坏引发触电事故。照明安全管理夜间施工照明应采用36V以下低压灯具，确保照明亮度满足施工需求的同时，防止人员因接触照明设备发生触电。灯具安装位置需远离易燃物，避免引发火灾。用电人员操作要求特种作业人员（如电工）必须持证上岗，作业时需佩戴绝缘手套、绝缘鞋等防护用品。非专业人员严禁擅自接拆电气线路和设备，发现线路故障应立即通知电工处理。06质量控制与验收标准原材料质量控制水泥、砂石料质量要求水泥需确保质量符合设计要求，混凝土标号如C55等，进场时查验合格证与检测报告；砂石材料宜选用级配良好的天然砂、碎石或卵石，含泥量≤5%（碎石类≤10%），最大粒径不宜超过分层厚度的2/3。钢筋及连接材料标准钢筋如内排竖筋、环筋25mm，外排竖筋、环筋25mm，联系筋8mm等，其规格、强度等级需符合设计规定，直螺纹丝套等连接材料也应按规定及时送检，检验不合格的材料不得使用。外加剂与防水材料把控混凝土外壁可渗入BR-3强化防水剂等外加剂，以确保混凝土井壁的内在质量，外加剂的渗入量需合理调整；泡沫板等防水材料，铺设厚度如75mm，其材质和性能应满足施工要求。材料进场检验与管理对施工所有原材料，如水泥、沙、石子、钢筋、直螺纹丝套等，按规定及时送检，不合格材料严禁进场；材料进场后应妥善存放，防止受潮、变质等影响质量。施工过程质量检查原材料进场检验对施工所用水泥、砂、石子、钢筋、直螺纹丝套等原材料，按规定及时送检，检验不合格的材料严禁使用。混凝土质量控制严格按照试配提供的配合比进行混凝土配制，控制好水灰比和搅拌时间；确保混凝土入模温度不低于15℃，24小时强度达到设计值的50%，72小时达到70%以上。荒径与模板检查立模前设专人检验荒径，确保井壁厚度；严格按照井筒中心线矫正模板，控制立模段高，操平工作面。混凝土浇筑振捣检查混凝土浇筑时分层对称入模，分区、定人、定位，专人负责振捣，确保混凝土密实和表面质量。井帮位移及底鼓量监测过厚粘土期间，每模开帮后必须及时测量井帮位移和底鼓量并做好记录，发现异常及时通知相关单位采取对策。井壁质量验收标准

混凝土强度与配比要求混凝土标号需达到设计C55要求，24小时强度需达到设计值的50%，72小时内达到70%以上；严格按试配配合比施工，控制水灰比及搅拌时间，确保混凝土密实度。

钢筋工程验收标准内外排竖筋、环筋规格为25mm，间距300×300mm，联系筋8mm、间距600mm；钢筋搭接长度、绑扎质量需符合设计及《井巷工程施工验收规范》要求，确保受力均匀。

井壁厚度与荒径控制设计壁厚800mm，掘进荒径需预留井帮位移量和底鼓量，实际开挖半径应比设计放大100mm；立模前需专人检验荒径，确保井壁厚度符合设计标准。

泡沫板铺设质量要求泡沫板铺设厚度75mm，采用双层对接方式，接缝严密并固定牢固；铺设前需清理岩面，确保与井帮紧密贴合，有效减少冻胀压力对井壁的影响。

外观与整体性验收井壁表面应平整光滑，无蜂窝、麻面、露筋等缺陷；接茬处合茬质量需良好，避免出现错台、裂缝，确保井壁整体性和防水性能。常见质量问题处理

回填土含水率过高采用晾晒、掺石灰（素土回填）或换填干土等方法调整，严禁在过湿状态下压实。

压实度不足分析原因（如虚铺过厚、机械功率不足），采取增加压实遍数、减小分层厚度、更换压实机械等措施返工处理。

基底土质不符扩大开挖范围至设计要求的持力层，必要时请设计单位现场确认，采取加深换填或其他地基处理措施。07应急管理与风险防控应急预案体系建设

01应急组织机构与职责建立以项目经理为第一责任人的应急管理体系，明确施工员、安全员、班组长的安全职责，签订安全责任书，确保应急响应高效有序。

02应急预案编制内容编制基坑坍塌、触电、机械伤害等专项应急预案，明确应急组织机构、救