利用底卸式吊桶浇筑水下混凝土止水层堵水施工技术.pdf

8 2 中国矿 山工 程 Ch i n a Mi n e En g i ne e r i n g 2 0 1 6年 8月 第 4 5卷第 4期 利用底卸式吊桶浇筑水下混凝土 止水层堵水施工技术 B l o c k i n g a g a i n s t wa t e r t e c h n o l o g y b y u s i n g b o t t o m d i s c h a r g e b u c k e t t o p o u r c o n c r e t e wa t e r p 一 0 f f l a y e r 赵 爱 贞， 张龙俊 ( 金 诚 信 矿 业管 理 股份 有限 公司， 北 京密 云1 0 1 5 0 0 ) 摘 要 ： 针对 竖井突水淹井后堵 水的 困难与复杂性 ， 阐述 了利 用底卸 式 吊桶 浇筑混凝 土止水层进 行堵 水的施 工技 术 ， 介绍 了 底卸式 吊桶改装要点及水下止 水层施 工方案 和工艺， 提 出了注意事项 。 关键词 ： 底 卸式 吊桶；竖 井；堵水 ； 混凝 土止 水层 Abs t r a c t： Afte r t h e s h a ft wa s flo o d e d，b l o c ki ng a g a i n s t wa t e r i s d i f f i c u l t a nd c o mp l e x，t he b l o c k i ng a g a i ns t wa t e r t e c h no l o g y b y u s i n g b o t t o m di s c ha r g e bu c k e t t o po u r c o n c r e t e wa t e r o ff l a y e r was e l a b o r a t e dI n t hi s pa p e r ，t h e c o n s t r u c t i o n pl a n wa s i n t r o d uc e d a n d s o me ma t t e r s ne e di ng a t t e nt i o n we r e a l s o p o i n t e d o u t Ke y wor d s： b o t t o m d i s c ha r g e bu c k e t ；s h a ft；bl o c k i n g a g a i ns t wa t e r；c o nc r e t e wa t e r o f f l a y e r 1 日 IJ吾 竖井在水文地质条件复杂岩层中施工有可能出现突 水淹井事故 。一旦突水淹井 ， 不仅延长建井工期 、 增加资 金投入 ， 也给安全带来很大隐患 ， 处理也极其困难。目前 国内处理淹井的方案大多为 以下两种 。 强排 ： 增加排 水设备加大排水量 ， 以超过井筒总涌水量 的排水能力将 井筒水疏干 ， 然后采取工作面注浆堵水或强掘通过含水 层的措施 。堵水 ： 等水位上升至静水位后 ， 采用静水抛 渣注浆封水、 管路输送混凝土封水等方法进行堵水 ， 将井 底出水点封堵后， 将水排干再采取工作面预注浆 、 壁后注 浆 治水方 案 。 某铁矿副井井筒在水深 3 2 0 m 的情况下 ， 采取底 卸 式 吊桶输送混凝 土浇筑水 下止水 层 的施工 技术 ， 成 功 对井底出水点进行封堵 ， 并且该 工艺施工工序简单 ， 成 本投入较低 ， 为类似 深水下堵 水工作 提供 了很 好 的经 验 。 2 工程概况 某铁 矿 副 井 工 程 4 , 6 5 m， 井 深 6 6 0 m， 井 口标 高 +1 7 6 O O m。 井筒 0 6 2 m为井颈段 ， 钢筋混凝土支护 ， 支 护厚度分别为 1 0 0 0、 8 0 0 m m； 井筒基岩段素混凝土支护 ， 支护厚度为 4 0 0 mm。混凝土强度等级均为 C 3 0 。突水前 副井井筒已经施工至井深 6 3 3 m处 ， 于 6 3 0 m处施工完马 头门， 并与主井贯通 。 2 0 1 4年 8月 1 9 日， 在 井 深 6 3 5 m 处 出 渣 平 底 过 程 中， 井筒北侧 出现片帮并伴 有 出水现象 ， 且水量持续加 第4 期 赵 爱 贞等 ： 利用底卸式吊桶浇筑水下混凝土止水层堵水施工技术 8 3 大 ， 经 8月 2 0日上午实测总涌水量 为 3 2 7 m h ， 排 水设备 已经无法满 足要求 ， 造成井筒被淹。由于采 取应急措施得力 ， 人员 、 吊盘等设备及时撤 出， 未受 影响。9月 1 0日， 井筒 水位上涨至静水位 ， 水位总 计 上升 3 2 0 m。 3 井筒水文地质情况及 突水 淹井原 因 根据岩土工程勘察资料显示 ， 上部第 四系砂层 及卵石层渗透性好 ， 含水 量较为丰 富， 预计 涌水量 1 8 9 7 m d ， 第三系泥岩及泥质粉砂岩含水性弱 ， 属 基岩裂隙水 ， 渗透性差 ； 下部 闪长岩含水性弱 ， 渗透 性差 。然 而 在 井 筒 施 工 至 一3 5 0 m 水 平 ( 井 深 5 2 6 m) 后 ， 岩石裂隙极为发育 ， 松散破碎 ， 且充填方 解石， 施工过程中极易出现片帮及涌水 ， 与地质勘查 质料及其不符。 突水淹井原因： 地质资料与实际极其不符 ， 增 加了井筒施工的盲 目性； 岩石破碎 、 围岩强度低 ， 水压大 ， 也是造成突水淹井的原因之一 ； 对水文地 质条件估计不足 ， 在特殊地层 中施工未采用分片开 挖 、 临时 支护 、 短段 掘筑 、 快 速通 过等 措施 进行 施工 。 4 施 工工艺 4 1施工 方案 由于副井在突水前已经在 一 4 5 4 m( 井深 6 3 0 m) 水平与主井贯通 ， 两井 间巷道 1 3 4 m， 突水位 置在 贯 通巷道下方 5 m井筒北侧 ， 传 统的静水抛渣注浆封 堵等堵水措施 已经不再适用 ， 而 3 2 0 m 的水深 给管 路输送混凝土也增加 了不确定性 ， 加上井筒附近有 民房 、 田地 ， 为防止强排 引起 地表下 限造成更大损 失 ， 强排水方案被否定 ， 治水工作很困难。 经反复论证 ， 决定采用 吊桶输送混凝土浇筑止 水层的方案对井底 出水点进行封堵 ， 混凝土在地面 搅 拌站 搅拌 好后 装 入 自动 卸 载 吊桶 ， 通 过 主提 升 机 运送到井底进行 自动卸载 ， 完成止水层浇筑工作。止 水层混凝土设计标号为 C 4 0 ， 浇筑混凝土高度 2 0 m。 4 2吊桶制 作 利用吊桶浇筑井底水下混凝土关键环节是吊桶 到井底后能够实现 自动卸 载， 鉴于施工现场现有设 备及材料 ， 决定对原 2 4 m 底卸式 吊桶进行改造 ， 将人工操作卸载装置改为 自动卸载 ， 以满足现场使 用要 求 。 吊桶 改装 主要 对原 卸 载装置 进行 加 长并 在下 部 安装一根支撑腿 ， 支撑用 3寸厚壁钢管加工 ， 长度超 过 吊桶底沿 1 m左右 。吊桶到底后 ， 支撑首先接触 井筒混凝土面， 支撑受力后将 吊桶卸载装置打开 ， 达 到 自动卸载 目的。卸载完吊桶提升至 吊盘后 由吊盘 操作人员进行关闭。为增加支撑稳定性并防止支撑 陷入工作面已浇筑混凝土 内而不受力 ， 在 支撑下部 焊接 8 ram厚钢 板 ， 规格 5 0 0 ra m 5 0 0 ra m。钢 板 问隔 钻 q 5 3 0 m m圆孔 ， 以减少 吊桶入水时钢板 受到的阻 力 ， 防止通 过水 的阻力将 吊桶 自动卸载 装置提 前 打开 。 4 3混凝 土配 合 比 混凝土标号为 C 4 0 ， 塌落度为 1 8 0 mm， 并且增加 水 泥用 量 以增加 混凝 土 流动 性 。每立方 米混 凝土 材 料添加量为： 水泥 5 2 2 k g ( 原配比基础上增加 1 0 ) ， 砂 子 6 5 0 k g ， 碎石 1 0 6 0 k g 。 4 4混凝 土搅 拌 井 口附近设搅拌站 ， 搅拌站布置 2台J S 一 5 0 0型 强制式搅拌机 ， 配备 1台 P L一 8 0 0型计量装置进行 配料 ， 根据混凝土配 比要求 ， 严格进行计量 ， 以确保 混凝 土质 量。搅 拌好 的混 凝 土经 斜 溜灰 槽 进 入 H T D一 2 4型底 卸式 吊桶 。 4 5操作流 程 地面搅拌站搅拌一经溜灰槽装入吊桶一下放至 井底一完成 自动卸载一 吊桶提升至 吊盘位置一锁紧 卸 载装 置 、 清理 支撑 下 部 钢板 上 的砂 石 一 吊桶 提 至 地 面 。 ( 1 ) 混凝土搅拌。混凝 土搅拌严格按配合 比材 料添加 ， 现场控制好水灰比。 ( 2 ) 混凝土装罐。搅拌好 的混凝土通过斜溜槽 装入 吊桶内。斜溜槽专人看管 ， 吊桶下落到井盖门 上停稳后操作人员下放斜溜槽至 吊桶上沿 ， 然后搅 拌工将搅拌好 的混凝 土通过斜溜槽放至吊桶 内， 溜 槽看守人员将斜溜槽清理干净并收起 ， 吊桶提升 ， 开 始下 放 。 ( 3 ) 混凝土下放 。吊桶装 完后 ， 把钩工检查卸 料装置是否齐全完好并锁紧 ， 并将井 口附近清理干 净 ， 无误后通知信 号工 向提 升机房发 出开 车讯号。 吊桶下放至井底工作面 ， 通过 吊桶下部 的支撑将卸 料装置打开。卸完混凝土后 ， 吊桶提升至吊盘位置， 操作人员将卸料装置安全销锁紧， 并清理完下部支 撑钢板上残 留的砂石料检查卸料装置完好后 ， 发出 讯号吊桶提升上井 ， 进行下一 吊桶混凝土下放。 4 6安全技 术 注意事 项 ( 1 ) 安全带佩带。搅 拌机 司机 、 放料平 台工作 ( 下转 第 9 0页 )