冻结法掘井过深厚粘土层新措施.pdf

互 拭差 钟枝 2 0 0 5 年 第1 期 冻结法掘井过深厚粘土层新措施 关键词 井壁爆裂原 因 治理措施 枣庄市山亭区煤炭局 张宜法 济宁何岗煤矿属基建矿井 ， 设计产量0 ． 3 M t ／ a ， 使用长短 管差异冻结法掘井， 主井净直径 4 ． 5 m ， 井壁为双层钢筋混凝 土结构 ， 壁厚 8 0 0 ra m一9 0 0 m m， 壁座 1 2 0 0 m m 。外层井壁先浇 注， 掘至风化基岩段 1 2 m时往上套 内层井壁 4 0 O 姗 厚 。井 筒总深度 2 9 2 m ， 地面井 口标高 4 2 m， 垂深至 2 1 8 ． 7 0 m为第四 系冲积层 ， 下部为风化基岩段 ， 冻结深 度为 2 3 0 ． 7 m， 冻结孔 3 4个。 主井下 掘每 4 m为一个 段高 ， 外层 井 壁混凝 土标 号 为 C A 0 ， 混凝 土厚 度为 4 0 0 m m， 钢筋 O l S m m， 钢筋 间距、 排距 为 3 0 0 m m， 保护层厚度 1 2 0 ra m 。主井第 四系冲积层岩性如表 1 。 表 1 主井第四系冲积层岩性表 序号 岩石名称 层数 累厚 m 占冲积层段百分比 ％ l 黄土 l 6 ． 6 3 2 细砂 l l 1 2 ． 5 5 5 ． 7 3 3 中砂 l 6 3 7 ． 6 7 l 7 ． 2 4 粗砂 l 5 3 7 ． 5 l 7 ． 2 5 粉砂 5 1 0 ． 5 4 ． 8 6 粘 土 2 6 9 4 ． 3 8 4 3 ． 1 6 7 砂质粘土 1 2 1 9 ． 4 9 8 ． 9 合计 8 6 2 1 8 ． 7 l 0 o 1 掘井过深厚粘土层 出现的问题 主井 2 0 0 3 年 6月 2 4日正式开挖 ， 当井筒掘至第 4 4层钙 质粘土层时， 本层厚 2 1 ． 2 4 m ， 垂深 1 2 5 ． 4 3 m 1 4 6 ． 6 7 m ， 当掘 1 2 9 m 1 3 3 m段高时 ， 上 个 已浇注段高 1 2 5 m一1 2 9 m 脱模后 井壁爆裂， 钢筋和壁后泡沫板鼓出， 并 出现几道环向、 竖向裂 缝。主井井筒爆裂地段柱状图如表 2 。 表 2 主井井筒爆裂地段柱状图 厚度 深度 名称 柱状 岩性描述 m m 灰绿色为主， 夹棕黄色。 石英为主， 岩硝、 长石次 中砂 3 ．8 o l 2 2 ． 7 2 之 ，偶含石英小砾石。 分 选中等， 次棱角状。 灰绿色为主。 夹棕黄色。 粉砂 2 ． 7 l l 2 5 ． 4 3 含少 量 粘 土质 及有 机 质。 灰绿 、 灰白色， 中部夹紫 红、 棕黄 色， 具 可塑性 。 粘土 2 1 ．2 4 1 4 6 ． 6 7 有滑感 。下部含少量姜 结石 ， 局部含粉砂质。 上部棕黄色为主。 偶夹 灰绿色 。 下部灰绿色为 沙质粘土 5 ．6 2 1 5 2 ． 2 9 主 ，夹棕黄色 ， 含少量粘 土质 2 原 因分析 1 在第四系冲积层 ， 沙层中含水易于冻结 ， 而钙质粘土 不易冻结 ， 且膨胀系数大， 在 1 2 9 1 3 3 m这个段高 ， 当时测位 移量为 9 0 ra m一1 0 0 m m， 为济北矿区所罕见。 2 由于冻结 ， 造成混凝土入模温度较低， 凝 固时间长 ， 容易受位移影响。 3 混凝土标号和强度不够， 需要增加标号。 4 4 m段高较大 ， 下掘暴露时间长 ， 2 3 m为最佳段高。 5 随着深度的增加 ， 井筒的侧压会逐渐增大， 造成位移 量增大。 3 治理措施 1 先浇注 1 2 9 1 3 3 m段高 ， 然后把爆裂段 1 2 5 1 2 9 m用 风镐开掉 ， 上提直模进行浇注。 2 在垂深 1 2 5 1 4 6 m ， 即第 4 4 层钙质粘土层处 ， 井筒外 壁厚度 由4 0 0 ram变为 5 0 0 m m。 3 井筒每下掘一个段高 ， 每班测一次位移量。 4 每 个段 高 开 8个竖 向卸 压槽 4 0 0 0 ra m5 0 0 ra m 1 5 0 m m ， 2 个横 向卸压槽 1 9 7 8 2 m m 5 0 0 m m1 5 0 m m 泄压槽 内放置泡沫板。 5 钢筋由 O l S m m变为 2 2 l n m ， 竖筋间距 3 0 0 m m不变 ， 环筋间距由 3 0 0 ra m变更为 2 5 0 m m， 竖筋搭接长度 7 5 0 m m， 环 筋搭接长度 4 5 0 m m 。 6 混凝土标 号为 C 4 5 ， 除继续使用早强剂外 ， 还要加灰 分 ， 增 强早期混凝土强度。 7 每浇筑一个段高， 必须对混凝土做坍落度试 验， 不合 格的要重新调整配合化 ， 并且每班对井筒养护 一次 ， 防止 出 现裂缝。 4 效果 自采取新措施 以来， 从垂深 1 2 5 ． 4 3 m至垂深 1 4 6 ． 6 7 m钙 质粘土层中， 在 2 1 ． 4 4 m范围内未出现爆裂现象 ， 也未出现交 圈的环形裂缝 ， 只是在 1 2 9 m 1 3 3 m处 出现 2个竖向缝隙 ， 长 1 ． 2 m左右。说 明采取针 对性 的措施 确实产生 了较大 的作 用 ， 为后来的付井过粘土层 奠定 了坚实的基础 ， 主井经淄博 矿务局济北质检站验收定格为优良工程。 作者简介张宜法男 ， 1 9 6 9年生 ， 1 9 9 5 年毕业于 山东矿业 学院 ， 大专文化， 助理 工程师 ， 现任山亭区煤炭局生产技术科 科长。 维普资讯