框架梁在第四系砂砾岩段井筒施工技术运用

框架梁在第四系砂砾岩段井筒施工技术运用

陈忠庆

铜陵有色金属集团铜冠矿山建设股份有限公司安徽铜陵244000

摘要：井筒井颈段处在第四系砂砾中，支撑力较低，且与井壁的摩擦力极低，当井筒深度达40m时，砂砾岩与井壁的摩擦力可支撑井筒的重力。为确保砂砾岩段井筒施工过程中不因砼自重而下沉，导致井筒“脱裤”现象发生，采用井字框架梁悬吊井壁施工技术，顺利通过砂砾岩，保证施工人员及设备安全。

关键词：第四系砂砾岩；井壁的摩擦力；井字框架梁；主动土

1前言

青海省格尔木尕林格矿区II、V矿群位于柴达木盆地西南边缘，矿区及其以东均为戈壁荒漠，地势平坦，海拔3230～3240m。其中II矿群主井井筒净直径Φ5.0m，锁口段4m，砌1200厚红砖，砂砾岩段180m，主要成分为角砾:灰褐色，稍湿，中密，颗粒不均，最大粒径80mm，一般粒径5～10mm，其中大于2mm的颗粒约占60%，粉细砂及泥质混合充填，轻微泥质胶结。

2技术特点

2.1根据现场提供的勘探资料，主井砂砾层段达180m,与井壁的摩擦力极低。

2.2采用框架梁悬吊井壁方法施工，使井壁与框架梁形成一个整体，确保此段井筒施工安全。

3适用范围

适用于砂砾层段超过100m井筒；

4工艺原理

4.1根据现场的地质条件和井筒技术参数，理论计算井口框架梁的截面尺寸、长度以及钢筋的选型。

以青海格尔木尕林格Ⅱ矿群主井为例，井筒净直径5.0m，设Hm以下摩擦力可承受井颈自重：

5.2操作要点

5.2.1开挖

井口框架梁与井颈段以及井架基础一并采用挖掘机开挖，视砂土层的稳定性来决定开挖的大小，若稳定则可采用小面积开挖，以减少开挖量、混凝土支护量以及碴石回填量，以提高施工进度，若砂土层不稳定则可采用大面积开挖，控制边坡。井颈段6m以及框架梁基础采用挖掘机开挖时,基坑放坡系数选择1：0.8。砂砾岩段井筒不需爆破，直接采用中心回转抓岩机装岩，风镐修理成形，吊桶提升。

5.2.2梁基础加固

框架梁开挖后首先将挠动的砂层人工清除，其次用高强度的碎石回填基础，并分层夯实，作为地基的持力层，以提高地基的承载力，减少沉降。

5.2.3钢筋绑扎

按计算结果选择受力筋、圈筋、连接筋。钢筋绑扎两根主梁采钢筋笼形式，在井口附近绑扎，绑扎结束吊装至井口井颈上再绑扎另外两根副梁，框架梁钢筋要与井颈段钢筋连成一个整体。框架梁钢筋骨架吊装过程中要防止变形。

5.2.4立模浇筑

井颈段井筒采用小钢模，段高为1.25m，框架梁采用0.03m厚木模，段高选用1.35m,立外模；混凝土按设计配合比配制，采用分段浇筑，先浇至框架梁梁底面，待钢筋绑扎好，模板立好后，再浇筑框架梁和与其相交的井筒部分形成一个有机整体。框架梁的混凝土强度选择应与井筒井颈段相同。井身段砂砾岩采用整体金属模板，用3台16T凿井稳车悬吊，完成井筒180m砂砾层的浇筑。

5.2.5回填养护

拆除模板，当框架梁混凝土的强度达到1.2MPa时，方可拆除框架梁的外模板，回填夯实，达到设计要求。

6材料与设备

6.1主要材料

从上表可以看出，框架梁施工与传统的施工艺相比，可以大大节省措施工程费用以及工作时间。从施工至结束全过程可节约12天，节约费用约26万元。

10.2社会效益

使用框架梁施工，可以安全快速地完成对井筒壁座的施工，从而保证了工作面的施工安全，有效地提高井壁的承载力；

11应用实例

铜冠矿山建设股份有限公司承建的青海格尔木铁多金属矿Ⅱ矿群主井井建工程井深579m，其中第四系砂土层180m,井颈段6m，计划开工日期2013年9月14日，竣工日期2014年3月13日,计划工期180天，实际160天，比计划提前20天完成砂砾层及壁座的施工。

铜陵中都矿山建设有限责任公司（铜陵有色金属集团铜冠矿山建设股份有限公司前称）承建的谦比西铜矿东南矿体主井工程，井筒直径6.5m,井深1193.8m,其中井颈段139m,第四系土层25m,通过采用框加梁壁座施工井筒，比计划提前12天完成井颈段施工