冻结井壁高标号混凝土浇筑.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI COAI S CI ENCE & TE CHNOI OGY 2 0 1 5年 第 1期 N0 1 2 0】 5 冻结井壁高标号混凝土浇筑 丁 荣辉 ( 中鼎 国际矿山隧道建设 分公 司 ， 江西 南 昌 3 3 0 0 9 6 ) 摘要 ： 大同煤矿集团梵王寺煤矿 回风立井井简采用全井深冻结 法施工 ， 内壁 为双层高标号 钢筋混凝 土支护 ， 采 用循环模 板法施工 ， 由于施 T方 案选 择合理 ， 实现 了内壁 浇筑安全 、 快速施工 。 关键词 ： 立井 ； 冻结法 ； 循环模板 ； 内壁浇筑混凝土 ； 安全快速施工 中图分类号 ： TD 2 6 2 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 O O 6 2 5 7 2 ( 2 0 1 5 ) 0 1 一o O 1 5 一o 4 Hi g h g r a d e C o n c r e t e P o u r i n g i n F r e e z i n g S h a m L i n i n g Di n g Ro n g hu i ( Mi n i n g Tu n n e l B r a n c h o f C TC I I n t e r n a t i o n a l E n g i n e e r i n g Co ，L t d ，Na n e h a n g ，J i a n g x i 3 3 0 0 9 6 ) Ab s t r a c t ：The p a p e r p r e s e n t s t he s h a f t d e e p f r e e z i n g b y c y c l e t e mp l a t e me t h o d i n t he c o n s t r u c t i o n of r e t u r n a i r s h a f t i n Fa nwa n gs i Col l i e r y o f Da t o n g Co a l M i n e Gr o u p Co wi t h d o u bl e - l a y e r hi 一 g r a d e r e i n f o r c e d c o n c r e t e s u p p o r t i n t h e i n n e r wa l l o f t h e d o u b l e r e i nf o r c e d c o n c r e t e s u p p o r t ，wh i c h h a s r e a l i z e d t he p o u r i n g s a f e t y a nd r a p i d c o n s t r u c t i o n i n t h e i n n e r wa l 1 Ke y wo r d s ：s h a f t ；f r e e z i n g me t h o d；c y c l e t e mp l a t e ；p o u r i n g o f c o n c r e t e i n i nn e r wa l l ；s a f e a n d f a s t c o n s t r u c t i o n 1 工 程 概 况 山西大 同煤 矿集团梵 王寺煤矿设计 年产能力为 6 Mt ， 采用立井 开拓 ， 其 中风井 井深 6 5 1 3 m， 净直 径 7 5 m， 采 用全冻结法 施工 ， 内外 双层井 壁结 构支 护 ， 内外层 井壁 间 铺 设双层聚 乙烯塑料板 。内壁为 高标号混 凝土 ， 混凝 土标 号分别为 C 4 5 、 C 6 0 、 C 8 0 ， 双层钢筋 ， 竖筋 采用直螺纹 连接 ， 环筋采用绑扎 ， 搭接长度为 3 5 d 。风井 内壁 主要 技术参 数 见表 1 。 表 1 风 井内壁主要技 术参 数 2 施 工 方案 2 1 施工方案 ( 1 ) 施 工要求 ： 为 防止井 筒解 冻后 井壁 出现 裂缝 和漏 水 ， 故 内壁混 凝 土要 求 连续 浇 筑 ， 振 捣密 实 ， 满 足 强 度要 求 。模与模之 间的施工接 茬停 留时 间控制在初 凝范 围内 ， 一 般情况下 不超过 4 0 mi n。 ( 2 ) 为实现 上述 要求 ， 故采 用循环 模板 ( 倒 模 、 轮换模 板) 法进行 内壁混凝 土连 续浇筑 ( 套壁 ) 施 _丁。 ( 3 ) 循 环模板 共 1 O套 ， 高 1 2 m， 拼装式 。 】 5 2 2 吊盘系统的布 置 内壁浇筑利用井 筒 原有 三层 吊盘 和在 吊盘底 部 增挂 一 层拆模用的临时盘 。吊盘系统布置见图 1 。 1 吊盘安全梯 ； 2 吊盘上层 ； 3 吊盘 巾层 ； 4 环形轨道 ； 5 一电动葫芦 ； 6 一吊盘下层 ； 7 一副提吊桶 ； 8 一手动葫芦 ； 9 一小绞车 ； 1 0 一拆模临时盘 ； 1 l一主提升吊桶 ； 1 2 混凝土漓槽 ； 1 3 一分 灰器 ； 1 4 一混凝土溜槽 ； l 5 一混凝土溜管； 1 6 一井筒外壁； 1 7 一井筒 内壁 ； l 8 一模板 ； l 9 钢丝绳软梯 图 1 吊盘系统布 置立面示意 ( 1 ) 吊盘上层作为设分灰 器分流混凝 土 、 外壁 除 冰、 铺 设塑料板 、 绑扎 外层钢筋 的工作盘 。 ( 2 ) 吊盘 中层上 安设 混凝土 溜槽 ， 连接 分灰 器 和下料 软管 ， 并放置防爆开关 和电器设备 。 ( 3 ) 吊盘下层作 为绑扎 内层钢筋 、 组装 模板 、 浇注混凝 土 的丁作盘 。 ( 4 ) 循环模 板拼装 采用电动葫芦 吊装作业 ， 3台 1 t的 防爆 电动葫芦安 装在环 形轨 道上 ， 同时 吊装 作业 ， 电动 葫 芦用挂钩将每块模 板 吊装 ， 并 安放 至立模 位 置上 ， 提 高模 板 安装速度 、 效率 ， 减轻丁人的劳动 强度 。 ( 5 ) 电动 葫芦 的 环形 轨 道 由 1 4 工 字 钢组 合 焊 接 而 成 ， 安装在 吊盘 的中层盘底面 。 ( 6 ) 拆模临 时盘主要进行模板拆 除 、 井壁修 饰 、 井壁 养 护等j 二 作 。 ( 7 ) 外壁施 丁到底 后 ， 对 吊盘上 原有 的下料 系统 进行 改造 ， 并改装吊盘 ， 拆除不需要 的部份 ， 使 吊盘 与套壁施 工 相适应 。如 ： 拆 除抓 岩机 和 吊桶通 过 口， 吊桶 通过 口安装 可以随时开关的手 动盖 门 ， 盖 门保 持 常闭状 态 ； 安 装环 形 轨道等 。 ( 8 ) 内壁施1 _1 2 m 后 即开始在 井底 组装 临时 盘。临 1 6 时盘使用 4根 ( P 2 2 mm 钢丝绳悬 吊， 临 时盘通过 4个 吊点 上 的 1 0 t 葫芦进行调节 ， 临时盘距 下 吊盘 为 1 2 m， 人员通 过 吊桶或者钢 丝绳 软梯 上下 。 3 套壁施 工工艺 3 1 聚乙烯泡沫塑料板铺设 铺设塑料 板在 吊盘 上层 盘 上 超前 进 行 ， 自下 而上 铺 设 ， 上段压下段 ， 压搭 长度 不小 于 l O 0 mm， 聚乙烯 塑料 板 的固定方式采用射钉枪 固定 ， 固定 间距不 大于 l m。内外 层塑料板接头错开铺设 。 3 2 钢筋绑扎 内壁钢筋 为双 层 结 构 ， 外层 钢 筋 绑扎 在 吊 盘上 层 进 行 ， 内层钢筋在 吊盘下层上进行 ， 上下平行 作业 ， 外 层钢筋 超前 内层钢 筋 4 m。每层钢筋的绑扎要横平竖直 ， 上 、 下层 环筋绑扎 时搭接头错开 。每次 接竖筋前 ， 用电钻在 井壁上 打 8 1 0个 ff 9 2 0 mm 的孔 ， 插入 钢筋 对竖 筋进行 固定 ， 以 保证竖筋垂 直。 3 3 模板组装与调校 采用 1 2 0 m高 的装配 金属模 板 ， 共 1 0套 ， 每套 1 8块 。 组装模板 和浇筑 自下而上 进行 ， 各块模 板上下左 右各 4个 螺丝 连接 同定 ， 装 配成 圈 。为 了便 于拆 模 ， 每一 套模 板加 工一 块楔形 板 。每块模板 在四角位 置焊接把 手 ， 以方便 人 员拆模搬运 。模板 组装、 调 校按下 列方法进行 ： ( 1 ) 模板初 装时 螺栓 不要 拧 紧 ， 留有 一定 的余 量 以备 在拉 中心线校模时便于调整 。 ( 2 ) 整圈模板组 装完毕后 ， 按井 筒 中心 线操平找 正 ， 随 找线 随打好千斤顶并撑紧 ， 模板与模 板之间 的连接螺 栓采 用 M2 0 4 5 mm加强 型螺栓 。 ( 3 ) 立模 人员要 协调一致 ， 手要 把牢 ， 架上 的模板 要先 与下层模板 用螺栓连接 ， 谨 防模 板掉落 。 ( 4 ) 校正模板以后 ， 每个螺栓都要 上紧 、 上牢 同 。 3 4高标 号混凝土的配制 内壁 为高标 号 混凝 土 ， 混凝 土标 号分 别 为 C 4 5 、 C 6 0 、 C 8 0 ， 双层钢筋 。混凝 土原材 料 和外加剂 主要 技术 参数 见 表 2 表 5 。 配制措施 ： ( 1 ) 加入复合型外加剂 、 粉煤灰 、 矿粉 、 硅粉 理论 上 ， 在满足 搅拌 要求 的情 况下 ， 混凝 土的 配水 量 越少 ， 能达到的强度 越 高 ； 但要 满 足管溜 混凝 土 的浇筑 要 求 ， 混 凝土 应 当具 有一 定 的 流动 性 。故 应 适 当 增大 含 水 量 ， 掺 入添加剂 。 f 昆凝土原材料和添加 剂的主要技术 参数如下 ： 水泥 ： 选用 山西 大 同冀 东 水泥 厂 生产 的 P 0 4 2 5和 P 05 2 5级普通硅酸盐水泥 。水泥试验结果见表 2 。 表 2水 泥 试 验 结 果 河砂 ：选用中粗砂 ，细度模数 Mx ：2 8， 含泥量低 于 2 ， 级配合格 。 碎石 ：选用粒径 为 5 2 5 mm 连续级 配 的 石灰岩 ， 石 子级配要求粒径 5 1 0 mm 占 3 O ， l O 2 0 mm 占 5 O ， 2 5 mm 占 2 0 ， 全部筛洗 ，含 泥量 0 5 以下 。 # l, m剂 ： 选用河南新 乡科创 矿井_T程 材料有 限公 司的 HNTK2和 HNTK5型混凝 土抗 裂早 强剂 ， 该 型产 品 具有早强 、 减水 、 抗裂 、 抗渗 、 防冻功能 ， 可使混凝 土早期 强 度发展快 ， 后期强度仍有大 幅提高 ， 能 降混凝 土水化热 ， 具 有 良好 的体积稳定性 ， 外加剂试验结果 见表 3 。 表 3 外 加 剂 试 验 结 果 水 分 管 量 5 3 4 9 Z 4 。 余， s 。 篇 z 。 。 z z 。 z z 。 姗 总碱量 3 2 5 2 8 2 2 氯离子含量 4o 1 O 0 6 0 0 9 0 0 5 结 诊 合 格 合 格 粉煤灰 ； 为了使混凝 土获得较 好 的工 作性 ，减小坍 落 度 损失 ， 同时减少混凝土的水化热 ，防止井壁开裂 ， 采用朔 州神头电厂的 I级粉煤灰 ， 其各项性能指标见表 4 。 表 4 I级粉煤灰与 GB 1 5 9 6 9 1指标对 比 G B 1 5 9 6 9 1 5 用 于水泥和混凝土 中的粉煤灰 6指标 1 2 9 5 5 3 1 硅 粉 ： 掺 人硅 粉能改善混 凝 土的和易性 、 减 少泌水 和 离析 、 提高混凝土 的早 期强度 ，同时还能提 高混凝 土 的耐 久性 ， 其性 能指标见 表 5所示 。 表 5 硅粉 的化 学成 分 各标 号混凝土配 比见表 6 表 8 。 表 6 C4 5混 凝 土 配合 比 每立方米混凝土材料用量 k g 表 7 C6 0混 凝 土 配合 比 水 泥 水 砂子 石子 硅粉 矿碴 ( PO5 2 5 ) ( HNT K5 ) 混凝土塌落度 1 9 0 mm。 ( 2 ) 采用二次投料水泥砂浆裹 石搅拌 工艺 二次投料水 泥砂浆 裹石搅 拌 工艺就 是先 把所有 的搅 拌水 、 水 泥 、 砂 先搅 拌 ， 再放 人石子 继续搅 拌 的施工 工 艺。 采用水泥砂浆法搅拌工艺能改善混凝 土 的和易性 、 使混凝 土 的抗压强度 、 抗折强度 、 抗渗性和耐久性均得到提高 。 3 5 混凝土的输送 、 浇灌、 振捣和检验 ( 1 ) 混凝土 在井 口搅拌 站搅 拌 ， 通过 钢丝 绳牵 引式 简 易高架混凝土 运输车 运至 井 口， 装入底 卸式 吊桶 ， 用主提 升机下放 到井 下吊盘上层 ， 经分灰器进入流灰管内人模 。 ( 2 ) 混凝 土入模 温 度不 低 于 1 5 ， 冬季 不低 于 l O 混凝 土浇筑、 振捣在 吊盘下层 上进行 。 ( 3 ) 设 4根溜灰软管进行浇筑 。 ( 4 ) 浇筑混凝 土时要严格按 照分层 、 对 称 、 均匀浇 筑的 原则进 行 ， 一般分层厚 度为 3 0 0 mm， 并插入 下层 1 0 0 I 1 3 1 D _ 。 工作面采用 4台风 动振 动棒 同时振 捣 ， 使 用振动 棒 时 ， 不 得接触 震动钢 筋 、 撑 子及模 板 ， 同一个 振捣 圈径范 围 内不 得 振捣 过久 ， 振 捣时间为 l 5 2 0 s 。 ( 5 ) 高标号混凝土入模保 障措施 1 7 。 岛标 濉凝土粘性 火 ， 流动性差 ， 具 有高强 、 早 强 的特 点 ， 但超f 昆凝上初凝 时问， 混 凝土极 易早凝 、 转 载和下 料难 至造成堵管和混凝 土失效 。 为傈 ： 疑 上顺利人 模 ， 应 做到 ： 严 格 按 设计配 比进 行 料， 控制混凝 土塌 落度 和 I 入模 温度 ， 保证高 标 号混凝 十的干 易性 干 I I 流动忡 ； 采用 二次投 料 的砂浆 裹石 工 艺， 可 以有 效地 防 水分 聚集住水泥砂浆 和石子 的界面上 ； 定时 测量河砂 彳 子 的含水 牢 ， 根 据测 定 的含水 率 调整 水 灰 比； m箍分藏 器设置筛 网， 防止石 子过大造成 堵管 ； 浇灌前 JL _i 清水湿洲 分肤器 卡 下料 软管 以 防堵 管 ； 控 制 混凝 土在 井 口存放 i lf 问 一般 不超 过 l 5 rai n； 施 工影 响超 过 l h 以 l 的高标 混凝士应及时废弁 。 ( 6 1混 凝 1 强 柃 测 为榆洲舱凝 十施T 实际强度 ， 施 1 二 中按 规范要 求每隔 2 o m 预 l 引 f 块 ， 养 护 2 8天 后 送 试 验 室 检 验 ， 经 检 测 试 块伞部丛铡 合恪要求 ， 内壁各段 试块检测报告见表 9 。 表 ) 内层井壁混凝土试块抗压强度统计表 3 6模 板 拆 除 与 吊装 ( 1 ) 混凝 士浇筑 1 8 h之后 ， 可进行拆模 ， 模板拆除在临 时盘 进行 ， 临时盘 J 二 安装 部 】 1 4 k W 绞 车 ， 用 以拆 模 刚悬 吊卡 l 板 ， ( 2 ) 拆下的模板螺丝及 时用柴油浸泡 。模 板 上粘结 的 混凝上块及时J lj 扁铲 清理后刷脱模剂 。 ( 3 ) 模板从 临时盘 吊运至 吊盘下层 盘 时 ， 打 开封 闭的 下吊盘 喇叭 【 J j 盖 门， 用 自制 的 吊栏 装载 模板 ， 用 副 提钩 头 从 临 叫 盘 提 升 至 吊盘 层 。 3 7 井 壁 养 护 ( 1 ) 脱摸后 的井壁需 经常 洒水 养护 ， 以防止 混凝 土于 缩或外壁温度过高而开裂 ， 井壁养护在临 时盘进行 。 ( 2 ) 模 板拆 除后 对 影响 观感 质量 的及 时进 行美 观 修 整 ， 脱模 后 ： 即清除缝 隙 问灰 浆 ， 使 混凝 土表 面平整 度达 到规范嘤求。 3 8 混凝土施 工中的 间断处理措施 ( 1 ) 混凝 上浇筑施 T要 求连续 浇筑 ， 间断 时间不 应超 过 4 0 rai l 。 超过时 丌 将表面残渣除掉 ， 并将 表面凿成毛 面， 洒水湿润后 ， 再进行 浇灌 ， 加强振捣 。 ( 2 ) 强组 织 ， 严格 拧 制交接班 时间 。班 与班 之间互 相创造有利 条件 ， 保证套 内壁1 作 自下而 上连续 不问 断地 进 行 。 3 9 井筒 内的管线拆除 1 8 随着 套壁 的向上进行 ， 井 筒悬 吊的 电缆卡 、 压风管 、 风 筒 等随着 套壁施 工进行逐段拆 除 ， 拆除 风筒要保证 临时 盘 处也能正 常通 风 ； 电缆卡 、 压风 管等 通过稳 车悬 吊在 井 口 地 面进行 拆除。 4循 环 模 板 施 工 防 坠安 全措 施 1 ) 每班派专人检查提升绞 车 、 拆模小 绞车 、 电动葫芦 、 各钢丝 绳 、 钩头 、 吊桶 、 模板 吊栏 等完好 情况 ， 发现 问题 及 时 处 理 。 2 ) 采用 自制 吊栏提 升模 板必 须严 格执行 专项 安 全措 施 ， 钢丝绳绳套 的安全系数必须达到规范要求 。 3 ) 吊盘上施工作业时 ， 所用 工具 要用 细钢丝绳 固定在 吊盘上 ， 防止坠入井底 ， 吊盘上钢 筋要摆放 整齐 ， 不 能放置 在 吊盘边 缘 ， 模 板 螺 栓、 螺 帽全 部 放 入桶 内 ， 严 禁 乱 丢 乱 放 。 4 ) 起 吊模 板时 ， 电动 葫芦 钩头 必须 钩牢模 板 ， 模 板螺 栓上齐后 方可松 开葫芦 钩头 。 5 ) 临时盘拆模人员必须 系好保险绳 ， 吊盘必 须调乎并 固定好 ， 拆模 时必须 先用 小绞 车钩 头栓 好模板 ， 防止螺 栓 拆 完时模板 坠人 井底 。 5经 济 和 社 会 效 益 风井内壁套壁共施工 1 2 0天 ， 扣 除施工影 响和春节 放 假 ， 实际施 工 9 5天 ； 套 壁进 度 ： 平均 月进度 2 0 6 m， 最 高月 进度 2 5 0 m； 安全无事 故 ， 经业 主验 收 ， 质量 达到优 良。取 得了较好的经济和社会效益 。 6经验 与体 会 1 ) 采用倒模 法套壁施lT作业人 员多 ， 各 T序平行 交叉 作业 ， 工序较为复杂 、 安全管理难度 大 ， 防坠管理 是安全 管 理的重 中之 中， 必须确保防坠工作万无 失。 2 ) 混凝土搅拌必须严格控制水 灰 比， 塌落 度必须在 设 计要求范 围 内， 冬 季 砂 石 要 加 热 ， 保 证 人 模 温 度 不 低 于 1 5 。 3 ) 模板 螺栓 必须 采 用加 强 级 ， 装模 时 螺 栓要 全 部 拧 紧 ， 要有专人检查螺栓情 况 。 4 ) 严格掌握混 凝 土脱模 时 间 ， 达不 到脱模 要 求 的， 一 律不准脱模 ， 保证足够套数的模板是保 证实现安 全快 速施 工关键 。 5 ) 坚持洒水养护 ， 防止温度应力破坏井壁 。 作者简 介： 丁荣辉 ( 】 9 7 8 一 ) ， 男 ， 江西 于都人 ， 大学专科 ， 工程 师， 从事矿 山立井施 T技 术T作 l 4年 ， 现任 中鼎国际矿 山隧道 建设 分公 司同煤梵 王寺项 目部技术 副经 理。 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 8 2 8 编辑 ： 郭 义