1工程概况
港里1#矿体回风井地处山东省莱芜市港里村以东、汇河大道以南,井筒净直径为4.5 m,全深泌驾台佐339.334 m,表土段深度为10.7 m。井口设计标高为+198.5 m。井颈段131.5 m(含地表以上1.5m),采用单层双排钢筋支护,保护层厚50 mm,支护厚500 mm,混凝土强度等级C40。131.5~339. 334m段井壁为单层素混凝土结构,混凝土支护厚400mm混凝土强度等级C40。井筒设一层开采水平。
自地表向下15m井颈段采用高压旋喷止水帷幕注浆法施土。旋喷桩分2排布设,其直径1000mm,桩距700 mm,排距800 mm,桩顶标高一0. 50m,桩底标高一15. 00 m净桩长14. 50 m,共布桩70根。
2.地质、水文地质概况
高压旋喷止水帷幕土程止水段的地层主要为粗砾砂,含水量丰富,透水性好,属强透水层。主要靠大气降水补给、上游地表水体及泉水的补给,其径流方向由河流两侧沿坡降最大方向向河流下游运动。第四系含水层与汇河的地表水水力联系密切。
3.施工主要设备及用途
止水帷幕施土主要设备:1辆30 kW的GPS-500型高喷台车,供高喷施土用;1台70kW的XB-9OC型高压注浆泵,供高压水用;1台20kW的3SNS型高压泥浆泵,供高压浆用;1台45kW的GYU-9/6空压机,供高压气用;2台1.5一2.2 kW潜水泵,供泥浆搅拌供水、生活用水用;1台3kW的YE300型水泥搅拌机,供水泥浆搅拌用;1台3kW排浆泵,用十废浆排放;1台J2经纬仪,用十测定放桩位。
4.施工工艺
(1)测放桩位。按图纸设计要求准确标定、复核桩位,桩位施土以打入木桩并编号作标记。
(2)钻机安装。钻机按设计标定的桩位安装,稳固、校正,使钻头中心对准桩中心,桩位偏差不得超过20 mm,用水平尺调整钻机水平及钻杆垂直,确保孔斜率不大十1%。在钻进过程中,经检查发现孔斜过大,及时一调整桩机水平度及钻杆垂直度,终孔后校量钻具,孔深精度控制在110 cm以内。
(3)浆液配制。用灰浆搅拌机拌制1: 1水灰比的水泥浆液。
(4)旋喷注浆。待柱孔钻进结束后,将注浆管下至设计深度,启动高压水射流泵、注浆泵和空压机进行旋喷作业,在桩底停浆约0.5min后按150mm/min的速度慢‘漫提升钻杆,借喷射旋转提升的协调作用,将水泥浆和原土中的粗颗粒及新的冲切体旋转成一体,固化成桩。在注浆过程中,认真检查水泥浆的水灰比和流量、高压泵压力和钻杆的提升速度及回转速度等施土参数,并及时一做好现场施土记录。
(5)回填灌浆。喷射结束后,在水泥浆不断析水固结、浆面随之下降时一,及时一向孔内补充水泥浆液,直至液面不再下降为止,该土程采用自流回灌。
(6)喷射施土完毕后,将注浆管等机具、设备用清水冲洗干净,管内不得残存水泥浆。
(7)为保证止水效果,旋喷桩施土采取每圈间隔施土,每圈相邻桩间隔时一间)24 h。先施土内圈,后施土外圈。
5.井颈第四系地层段施工
回风井井筒十2011年5月23日开始施土大临土程,利用井架基础养护期间组织施土止水帷幕。6
月10日正式施土,20日施土结束并撤场,施土时一采用“隔一打一”的方式,共施土高压旋喷桩70根,注水泥399. 8 t。高压旋喷桩施土实际参数:高压水压力37一39 MPa输水量70 L/min,气流压力0. 7MPa,气量0. 8一1. 2 m3 /min,水泥浆液压力1. 0MPa,浆液量80 L/min,浆液密度1. 5一1. 6 g/cm3,提升速度10一12 cm / min,转动速度12 r/minx
施土过程重点监控钻机就位、校正,设计终孔复核,中断部位复喷,回灌孔内浆液液面高度,多级滤网过滤水泥浆杂物等参数,随时一观察水泥浆返浆情况,根据返浆量及灰浆成分对提升速度、压力、流量参数进行微调,确保喷浆效果,实现安全,环保达标。
2011年7月20日井颈段开始施土,采用2. 5 m掘砌段高模板,施土过程中检验涌水量0. 5 m; / h未出现局部漏水涌砂严重、致使竖井掘砌无法施土的情况,达到预期止水效果。7月27日,第四系土层旋喷段安全掘砌完成。
6.结语
回风井第四系土层止水帷幕的高压旋喷桩为素水泥桩,其主要作用是止水,其抗弯及抗剪能力较差。在掘砌开挖过程中,采用2. 5 m掘砌段高模板,加快施土速度,以最大限度减少止水帷幕的暴露时间;在掘砌过程中出现局部桩径稍小十设计荒径的现象,均采用人土风镐破除。特别是在止水帷幕底部施土,充分考虑爆破对尚处在暴露过程中的止水帷幕影响,采用人土风镐掘进,确保了旋喷段施土安全。