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[摘 要]黄土层斜井冻结施工技术，钻爆法全断面掘进，利用大功率耙碴机出矸，25U型可缩性金属支架背网喷临时支护，整体液压滑模，混凝土搅拌输送泵，各工序协调交叉平行作业等关键技术应用。
[关键词]帷幕冻结 综合支护 快速施工
中图分类号：TU369 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0197-01
一、井田地质概述
由第四系及第三系新生界组成，以细砂、粘土为主，其次为黄土，含黑云母片及砂粒，松散，富水，再下为砾岩：杂色。砾石成分以石英砂岩为主，最大粒径2-3cm，其次为石灰岩块，厚3.2m；再下为粘土，棕红色。厚层状，层理不显，块状，半固结，较松散，局部夹细砂。再下为砂质粘土，棕红色，含砂质，块状，局部夹细砂。
二、工程概况、井筒技术特征
斜井冻结段真方位90°，倾角23°，设计长度92.3m，井筒为马蹄形断面，荒断面积为30.55m2，净断面积为15.7m2，一次支护采用初喷背网+25U型可缩性金属支架，二次支护双层钢筋C50砼支护。附断面图；
1、一次支护
①初喷C25砼60㎜。
②铺设？6钢筋网，网格为100×100㎜。
③施工可缩性U型金属支架（25#型钢），间距700㎜，？20直角圆钢拉杆7根。
2、反底拱施工
反底拱最厚为1300㎜，反底拱马蹄形断面积为18.2m2，施工可缩性U型金属支架底梁（25#型钢）+双层ф20钢筋C50砼+铺底C25砼。
3、二次支护
①冻结段井壁采用双层ф20钢筋砼支护，横筋采用等强螺纹丝套连接，间距300mm；竖筋、环筋邦扎，搭接长度为35d，间距300mm；双层钢筋间排距400mm。
②混凝土支护，采用钢碹弓子小块金属模板浇注砼，强度C50。支护厚度640㎜。
4、注浆
二次支护段完成后，壁后注浆。为防止冻结壁解冻后壁后空隙水及合茬处渗水，冻结壁解冻前进行注浆，形成封水帷幕。
三、特厚冲击层大倾角斜井冻结段快速施工方案
增强施工技术管理，优化施工方案，选择技术先进、经济合理、安全可靠的施工方法，贯彻技术安全措施，将工程特征、技术要求、施工程序、操作要求和要达到的质量标准以及安全注意事项等，贯彻到每一位参与施工的人员，人人参与技术及关键环节攻关。
㈠、施工方案
“掘、支、砌”交叉平行作业。
风煤钻钻爆法井筒掘进耙碴机出矸初喷、背网、U型棚支护 反底拱施工绑钢筋、砼浇注（迎头工作面掘进约15m后开始施工反底拱，长度约5—10m，）井筒绑钢筋支金属液压滑模砼浇注（井筒永久支护浇注砼可拖后迎头工作面15—30m平行作业）壁厚注浆。
㈡、劳动组织
为保证工程进度及工程质量、优化劳动力配置，井下工作人员皆采用“滚班”制作业，采取专业化班组，为保证正规循环作业的完成，迎头施工作业根据劳动组织的人员配备，合理安排工序，工序之间尽量做到交叉进行，并行作业。附施工作业循环图表：
㈢快速施工方法
1、全断面钻爆掘进：
根据现场揭露的岩层特性，精心设计、调整爆破图表，分次拉炮爆破掘进，以保证大断面巷道一次成型。全断面钻爆控制在4小时以内。反拱施工为分次爆破一次掘进。附爆破图表：
2、大吐量耙碴机应用：
采用ZWY-220型矿用耙碴机，大角度回转出矸，每循环出矸控制在4小时以内。
3、加强临时支护：
支设25U型可缩性金属钢支架，背网喷浆，整个工序每循环控制在3小时以内。
4、反拱施工及井筒永久支护：
反底拱施工拖后迎头工作面15-30m，砼浇注最厚处掘1.3m，自工作面迎头向后分段起底，全段一次排矸。反底拱浇注采用块状金属模板作为外模，边浇注边支设加固，并同时帮扎井筒钢筋，反拱混凝土达到一定强度后，拆除外模，下松金属液压滑模并调整加固，开始浇注混凝土至上段永久井壁。
四、快速施工过程中施工工艺改进
1、冻结管路盐水回收
工作面掘进施工至冻结管路前，对冻结管路中的盐水进行回收。原施工工艺为管道充填溢出盐水及回收泵回收盐水（一直未实现），造成了工作面有盐水渗入，冻结壁部分提前融化。
施工工艺改进：在施工过程中，经多方调研及多次试验，采用地面高压压风压入盐水管路，将盐水压回盐水回路中，减少了盐水损耗，节约了冻结成本，保证了井下工作面的冻结效果。
2、掘后揭露的冻结管恢复利用
工作面掘进过程中揭露的冻结管位于拱部，正常施工时将其割除。由于施工过程中冻结壁揭露时间过长，井筒浇注混凝土时产生水化热，造成拱部冻结壁化冻，冻结壁表面粘土化冻后掉落造成安全隐患及质量隐患。
施工过程中，将揭露割除的冻结管在拱部及時进行了恢复，使冻结壁回到了冻结状态，避免了冻结壁表面化冻现象，保证了施工质量及安全。
3、拱部充填混凝土时冻结管改为下料管
在混凝土浇注过程中，井筒合茬口的密实充填，一直都是斜井施工当中最难确保的课题。
施工过程中，将混凝土浇注合茬口留在最近一根冻结管附近，井筒最后合茬浇注时，混凝土从冻结管内流入模板内，以冻结管内混凝土的高差充填空隙，确保了井筒合茬口的密实充填。
4、反拱施工底板浇注合茬口的处理
斜井施工厚度较大混凝土底板时，合茬口的密实充填也一直是一个难题。
底板混凝土施工中，将斜井底板最下端做成上仰角，与底板成120°左右，保证下次混凝土施工时，能充分与上段混凝土密实接触。
5、混凝土提高强度
为了确保冻结井筒使用现浇钢筋混凝土井壁的安全，设法控制冻结压力和提高井壁强度，加快初凝，保证脱模。
在实际工程施工中，通过降低井帮温度来控制冻结压力值。
采用新型高效复合减水剂，配制大流态高强高性能砼是非常重要的，混凝土添加JQ-HPC60井筒专用外加剂，提高砼早期强度，对水泥的分散能力强，减水率高，砼流动性大，最主要是砼坍落度的经时损失小，且不影响拆模时间。
搅拌用水采用地面锅炉蒸汽加热，使水温控制在60度，保证了混凝土入模温度。混凝土输送采用搅拌输送车，实现了混凝土现搅现浇注。
井壁承载能力将随井壁混凝土强度等级的提高而提高。提高其承载能力的最有效途径是提高井壁中的混凝土强度等级，将现行C40提高至C50，则井壁的承载能力可提高约50-60%。
六、目标实现
月掘进18天×2循环/天×1.5m/循环，实现月成井54m。
项目部组织技术人员查文献、翻资料研究施工方案，开展技术攻关，并开展各种安全生产培训工作，加强职工思想教育，结合实际案例，在全体职工中树立起“一心保安全，全力为生产”的整体思想。
[关键词]帷幕冻结 综合支护 快速施工
中图分类号：TU369 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）04-0197-01
一、井田地质概述
由第四系及第三系新生界组成，以细砂、粘土为主，其次为黄土，含黑云母片及砂粒，松散，富水，再下为砾岩：杂色。砾石成分以石英砂岩为主，最大粒径2-3cm，其次为石灰岩块，厚3.2m；再下为粘土，棕红色。厚层状，层理不显，块状，半固结，较松散，局部夹细砂。再下为砂质粘土，棕红色，含砂质，块状，局部夹细砂。
二、工程概况、井筒技术特征
斜井冻结段真方位90°，倾角23°，设计长度92.3m，井筒为马蹄形断面，荒断面积为30.55m2，净断面积为15.7m2，一次支护采用初喷背网+25U型可缩性金属支架，二次支护双层钢筋C50砼支护。附断面图；
1、一次支护
①初喷C25砼60㎜。
②铺设？6钢筋网，网格为100×100㎜。
③施工可缩性U型金属支架（25#型钢），间距700㎜，？20直角圆钢拉杆7根。
2、反底拱施工
反底拱最厚为1300㎜，反底拱马蹄形断面积为18.2m2，施工可缩性U型金属支架底梁（25#型钢）+双层ф20钢筋C50砼+铺底C25砼。
3、二次支护
①冻结段井壁采用双层ф20钢筋砼支护，横筋采用等强螺纹丝套连接，间距300mm；竖筋、环筋邦扎，搭接长度为35d，间距300mm；双层钢筋间排距400mm。
②混凝土支护，采用钢碹弓子小块金属模板浇注砼，强度C50。支护厚度640㎜。
4、注浆
二次支护段完成后，壁后注浆。为防止冻结壁解冻后壁后空隙水及合茬处渗水，冻结壁解冻前进行注浆，形成封水帷幕。
三、特厚冲击层大倾角斜井冻结段快速施工方案
增强施工技术管理，优化施工方案，选择技术先进、经济合理、安全可靠的施工方法，贯彻技术安全措施，将工程特征、技术要求、施工程序、操作要求和要达到的质量标准以及安全注意事项等，贯彻到每一位参与施工的人员，人人参与技术及关键环节攻关。
㈠、施工方案
“掘、支、砌”交叉平行作业。
风煤钻钻爆法井筒掘进耙碴机出矸初喷、背网、U型棚支护 反底拱施工绑钢筋、砼浇注（迎头工作面掘进约15m后开始施工反底拱，长度约5—10m，）井筒绑钢筋支金属液压滑模砼浇注（井筒永久支护浇注砼可拖后迎头工作面15—30m平行作业）壁厚注浆。
㈡、劳动组织
为保证工程进度及工程质量、优化劳动力配置，井下工作人员皆采用“滚班”制作业，采取专业化班组，为保证正规循环作业的完成，迎头施工作业根据劳动组织的人员配备，合理安排工序，工序之间尽量做到交叉进行，并行作业。附施工作业循环图表：
㈢快速施工方法
1、全断面钻爆掘进：
根据现场揭露的岩层特性，精心设计、调整爆破图表，分次拉炮爆破掘进，以保证大断面巷道一次成型。全断面钻爆控制在4小时以内。反拱施工为分次爆破一次掘进。附爆破图表：
2、大吐量耙碴机应用：
采用ZWY-220型矿用耙碴机，大角度回转出矸，每循环出矸控制在4小时以内。
3、加强临时支护：
支设25U型可缩性金属钢支架，背网喷浆，整个工序每循环控制在3小时以内。
4、反拱施工及井筒永久支护：
反底拱施工拖后迎头工作面15-30m，砼浇注最厚处掘1.3m，自工作面迎头向后分段起底，全段一次排矸。反底拱浇注采用块状金属模板作为外模，边浇注边支设加固，并同时帮扎井筒钢筋，反拱混凝土达到一定强度后，拆除外模，下松金属液压滑模并调整加固，开始浇注混凝土至上段永久井壁。
四、快速施工过程中施工工艺改进
1、冻结管路盐水回收
工作面掘进施工至冻结管路前，对冻结管路中的盐水进行回收。原施工工艺为管道充填溢出盐水及回收泵回收盐水（一直未实现），造成了工作面有盐水渗入，冻结壁部分提前融化。
施工工艺改进：在施工过程中，经多方调研及多次试验，采用地面高压压风压入盐水管路，将盐水压回盐水回路中，减少了盐水损耗，节约了冻结成本，保证了井下工作面的冻结效果。
2、掘后揭露的冻结管恢复利用
工作面掘进过程中揭露的冻结管位于拱部，正常施工时将其割除。由于施工过程中冻结壁揭露时间过长，井筒浇注混凝土时产生水化热，造成拱部冻结壁化冻，冻结壁表面粘土化冻后掉落造成安全隐患及质量隐患。
施工过程中，将揭露割除的冻结管在拱部及時进行了恢复，使冻结壁回到了冻结状态，避免了冻结壁表面化冻现象，保证了施工质量及安全。
3、拱部充填混凝土时冻结管改为下料管
在混凝土浇注过程中，井筒合茬口的密实充填，一直都是斜井施工当中最难确保的课题。
施工过程中，将混凝土浇注合茬口留在最近一根冻结管附近，井筒最后合茬浇注时，混凝土从冻结管内流入模板内，以冻结管内混凝土的高差充填空隙，确保了井筒合茬口的密实充填。
4、反拱施工底板浇注合茬口的处理
斜井施工厚度较大混凝土底板时，合茬口的密实充填也一直是一个难题。
底板混凝土施工中，将斜井底板最下端做成上仰角，与底板成120°左右，保证下次混凝土施工时，能充分与上段混凝土密实接触。
5、混凝土提高强度
为了确保冻结井筒使用现浇钢筋混凝土井壁的安全，设法控制冻结压力和提高井壁强度，加快初凝，保证脱模。
在实际工程施工中，通过降低井帮温度来控制冻结压力值。
采用新型高效复合减水剂，配制大流态高强高性能砼是非常重要的，混凝土添加JQ-HPC60井筒专用外加剂，提高砼早期强度，对水泥的分散能力强，减水率高，砼流动性大，最主要是砼坍落度的经时损失小，且不影响拆模时间。
搅拌用水采用地面锅炉蒸汽加热，使水温控制在60度，保证了混凝土入模温度。混凝土输送采用搅拌输送车，实现了混凝土现搅现浇注。
井壁承载能力将随井壁混凝土强度等级的提高而提高。提高其承载能力的最有效途径是提高井壁中的混凝土强度等级，将现行C40提高至C50，则井壁的承载能力可提高约50-60%。
六、目标实现
月掘进18天×2循环/天×1.5m/循环，实现月成井54m。
项目部组织技术人员查文献、翻资料研究施工方案，开展技术攻关，并开展各种安全生产培训工作，加强职工思想教育，结合实际案例，在全体职工中树立起“一心保安全，全力为生产”的整体思想。