立井井筒特厚風(fēng)積砂層施工技術(shù)

滕孔連

摘 要：分析了立井井筒過(guò)特厚風(fēng)積砂層施工難點(diǎn)，論述了母杜柴登主井井筒過(guò)特厚風(fēng)積砂層的施工方法、工序轉(zhuǎn)換及采取的綜合措施，保證井筒施工質(zhì)量、安全，并快速掘砌。

關(guān)鍵詞：立井井筒；特厚風(fēng)積砂層；吊掛井壁

中圖分類(lèi)號(hào)：TD262 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）10-0104-02

1 概況

母杜柴登主井位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼吉爾特礦區(qū)東部，烏審旗圖克鎮(zhèn)東南部，毛烏素沙漠東北部，地表半流動(dòng)的新月形沙丘鏈遍礦區(qū)。井筒表土層為風(fēng)積砂，厚度129.2m，由灰黃色、黃褐色中細(xì)砂、粉細(xì)砂組成，結(jié)構(gòu)松散，為孔隙潛水含水層，富水性中等，透水性能良好，與大氣降水的水力聯(lián)系密切，地下水位埋深度3.3m。

主井井筒設(shè)計(jì)為立井，深度762m，凈直徑6.5m，鋼筋砼雙層井壁，井筒采取主圈孔、輔助孔凍結(jié)法施工。井頸為臨時(shí)鎖口，設(shè)計(jì)長(zhǎng)度8m，設(shè)計(jì)參數(shù)詳見(jiàn)表1。

2 施工難點(diǎn)

第四紀(jì)風(fēng)積砂層，相對(duì)黏土層、風(fēng)化巖，其質(zhì)地松散、黏聚力小、穩(wěn)定性差、易塌落、承載力小等特點(diǎn)，給井筒施工帶來(lái)困難。

（1）風(fēng)積砂質(zhì)松散，承載力小，井筒外壁無(wú)穩(wěn)定的土巖層生根，凍土層又不易施工大基座，以防破壞凍結(jié)壁，影響凍結(jié)效果，外壁的吊掛能力差，容易造成井筒下沉、甚至傾斜，影響井筒工程質(zhì)量、施工安全。

（2）風(fēng)積砂質(zhì)松散、黏聚力小、穩(wěn)定性差，在凍土未進(jìn)入開(kāi)挖荒徑時(shí)，荒徑與凍土之間的風(fēng)積砂成型差、容塌落，保留困難，即便保留下來(lái)，在澆筑砼時(shí)，經(jīng)常隨著砼沖擊、振搗混入砼中；在鋪泡沫塑料板的井身施工時(shí)，保留下的風(fēng)積砂土有時(shí)壓垮泡沫塑料板，連同泡沫塑料板混入砼中；這不僅破壞了井壁結(jié)構(gòu)、降低承載力，還影響泡沫塑料板的保溫、緩壓效果，十分不利井壁砼早期強(qiáng)度的提高。外壁與凍結(jié)壁之間易形成松散砂層，減少?lài)翆?duì)外壁圍抱力、摩擦力，隨著外壁施工，其自重逐漸增加，容易造成井壁斷開(kāi)、整體下沉、傾斜等危害，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度、安全和工程質(zhì)量。

3 施工方案

3.1 總體施工方案

母杜柴登主井井筒外壁采用短段掘砌“滾班”作業(yè)方式，吊掛井壁凍結(jié)法自上而下施工；待外壁施工完畢后，內(nèi)壁采用“四六制”作業(yè)方式，金屬滑升模板自下而上一次砌砼法施工。

3.2 主要施工配套設(shè)備

在井筒斷面允許的前提下，為了滿(mǎn)足井筒快速施工，保證施工質(zhì)量和安全為原則，結(jié)合本單位生產(chǎn)設(shè)備狀況及施工經(jīng)驗(yàn)，配置了主井井筒風(fēng)積砂層主要施工配套設(shè)備詳見(jiàn)表2。

MJY型液壓整體金屬模板，分為上、下兩段，高度分別為2.5m、1.7m，下部0.6m高的刃腳，上部0.3m高的環(huán)形澆筑口，總高5.1m，有效段高4.5m，可變1.9m、2.7m。

4 施工

4.1 井頸施工

主井井頸施工設(shè)計(jì)為臨時(shí)鎖口，為了方便以后拆除，臨時(shí)鎖口只施工井筒外壁。外壁與凍結(jié)環(huán)形溝槽之間空隙充填沙袋，以減少外壁砼厚度，外壁與井口地面砼澆筑為一個(gè)整體，外壁豎筋呈倒L型錨入井口地面砼，以增大外壁吊掛力，錨入長(zhǎng)度2.0m，砼標(biāo)號(hào)采用C30。施工工藝如下：

（1）井深2.5m以上未采取凍結(jié)，外壁圍土遭到先前凍結(jié)環(huán)形溝槽施工的破壞，在開(kāi)挖此段時(shí)，掘進(jìn)荒斷面與凍結(jié)溝槽之間的風(fēng)積砂，隨開(kāi)挖而流散，無(wú)法保留。井筒采用CX-45型小型挖掘機(jī)開(kāi)挖至2.5m深見(jiàn)凍土后，利用沙袋堆積回填掘進(jìn)荒斷面與凍結(jié)溝槽之間空隙至地表；再按要求立倒L型豎筋并固定在沙袋上，下端預(yù)留機(jī)械連接螺紋，螺紋采用橡膠保護(hù)套保護(hù)；然后在井筒工作面組裝1.9m MJY型液壓整體金屬模板并校正，利用溜灰槽澆筑砼。

（2）待第一模澆筑完畢后，采用CX-45型小型挖掘機(jī)開(kāi)挖裝土，主、副提升機(jī)配5m3吊桶出矸，人工鐵锨刷幫整型，開(kāi)挖1.9m深后綁扎鋼筋，立模并校正，搭設(shè)臨時(shí)封口盤(pán)，利用10吋鐵絲膠質(zhì)溜灰管澆筑砼。按此施工工藝施工完畢井頸。

4.2 井身施工

4.2.1 施工工藝

井頸施工完畢后組裝吊盤(pán)，井身外壁施工采用CX-45型小型挖掘機(jī)開(kāi)挖裝土，主、副提升機(jī)配5m3吊桶出矸，人工鐵锨刷幫整型；開(kāi)挖1.9m深后鋪設(shè)1900×900×50mm泡沫塑料板，泡沫塑料板采用5吋鐵釘固定于凍結(jié)壁上；然后綁扎鋼筋、立模并校正，采用3m3底卸式吊桶運(yùn)輸砼，在下層吊盤(pán)將其卸入分灰器中，利用10吋鐵絲膠質(zhì)溜灰管澆筑砼。在外壁施工16m深后，拆除臨時(shí)封盤(pán)，安裝鑿井封口盤(pán)及井筒施工輔助設(shè)施，至此鑿井系統(tǒng)基本完善。

4.2.2 施工工藝改進(jìn)

在施工至井深10.1m過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)凍土始終未進(jìn)入開(kāi)挖荒徑，距開(kāi)挖荒徑200mm至300mm不等；荒徑與凍土之間的風(fēng)積砂成型差，易塌落，保留下來(lái)的砂土，在澆筑砼時(shí)，經(jīng)常隨著砼沖擊、振搗混入砼中；在鋪泡沫塑料板的井身施工時(shí)，保留下的風(fēng)積砂有時(shí)壓垮泡沫塑料板，連同泡沫塑料板混入砼中；同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，外壁與凍土之間局部有松散砂土掉落，形成上窄下寬的空腔。經(jīng)觀(guān)測(cè)布置在外壁上的四個(gè)沉降觀(guān)測(cè)點(diǎn)，沉降點(diǎn)最大數(shù)據(jù)總沉降量4mm；再觀(guān)察已施工外壁，未發(fā)生有明顯裂縫。

分析認(rèn)為風(fēng)積砂層對(duì)外壁的圍抱力、摩擦力雖無(wú)法保證，但外壁吊掛力目前還滿(mǎn)足井壁自重，不會(huì)發(fā)生井壁斷開(kāi)、下沉、脫落，如再照此施工下去，存在井壁斷開(kāi)、下沉、脫落的危險(xiǎn)，需采取措施、改變施工工藝，增大外壁吊掛力。

環(huán)形槽與凍土錨入鋼筋措施每隔13.5m交互布置，直至凍土再向開(kāi)挖荒徑發(fā)展100mm為止。當(dāng)凍土進(jìn)入外壁開(kāi)挖荒徑后，采用G20風(fēng)鎬刷幫，其他施工工藝與原施工工藝相同。

4.2.3 內(nèi)壁施工

當(dāng)主井井筒凍結(jié)段外壁施工至設(shè)計(jì)位置后，停止井筒掘進(jìn)，拆除外壁模板，并在井底施工一層厚度350mm砼墊層，在墊層上組裝段高1.4m內(nèi)爬式液壓整體金屬滑升模板；然后在內(nèi)、外層井壁之間鋪設(shè)二層1.5mm厚的聚乙烯塑料板，綁扎鋼筋，利用主、副提升絞車(chē)配2m3吊桶下放砼至滑模工作盤(pán)上，人工用鐵锨入模進(jìn)行內(nèi)壁澆砼施工，利用爬桿向上滑動(dòng)模板，自下而上連續(xù)砌筑內(nèi)壁。

5 結(jié)語(yǔ)

立井井筒風(fēng)積砂層吊掛井壁施工關(guān)鍵在于采取措施保證井壁的吊掛能力；施工過(guò)程要加強(qiáng)井壁沉陷觀(guān)測(cè)及外觀(guān)觀(guān)察，發(fā)現(xiàn)沉陷值超標(biāo)或井壁出現(xiàn)明顯裂縫，要及時(shí)分析原因采取措施增大井壁的吊掛能力和承載力；詳細(xì)闡述風(fēng)積砂層繁瑣的施工工序倒換，具有指導(dǎo)意義；該段施工共歷時(shí)35天，在安全、工程質(zhì)量、工期取得了良好效果。

參考文獻(xiàn)

[1]崔云龍，主編.簡(jiǎn)明建井工程手冊(cè)[M].煤炭工業(yè)出版社，2003.