马钢铁矿1#副井井筒矿建施工组织设计新版1Word格式.docx
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20、《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）
21、《矿山安装工程质量检验评定标准》（MT5010-95）
22、《简明建井工程手册》
23、GB/T19001-2008/ISO9001：
2008GB/T28001-2001GB/T24001-2004/ISO14001：
2004标准
本设计分文字说明书和主要施工图两部分。
第二章概况
第一节工程概况
2.1工程概况
张庄铁矿位于安徽省霍邱县周集镇和冯井镇交界处，东南距霍邱县城36公里，南距四十里长山（丘陵地）约8公里，北距淮河10公里，向西6公里到河南境地。
矿区交通便利，东边有G105国道和西边阜六（阜阳-六安）高速公路贯穿矿区；
北面淮河，顺河而下可通淮南、蚌埠。
设计采用立井开拓方式，1#副井井筒表土及风化基岩段采用冻结法施工。
井筒的技术特征见表2.1.1，合同工程量见表2.1.2。
井筒的技术特征表表2.1.1
序号
项目名称
单位
1#副井
备注
1
井口
坐标
纬距（X）
m
3595570.800
经距（Y）
39402567.400
标高（Z）
+33.3
2
井检孔坐标
3595578.381
39402573.938
32.75
3
井筒深度
548.3
4
井筒净直径
7.3
5
冻结深度/掘砌深度
257/250
6
表土层厚度
203.6
7
砌壁
厚度
冻结段
mm
1400（内800+外600）
基岩段
500
8
支护结构
双层钢筋砼/素砼
9
相关硐室
-273.9m、-333.9m、-363m、-393.5m、-449.3m、-483m水平双侧马头门
合同工程量一览表表2.1.2
单位工程名称及
分部分项工程
工程量
支护型式
备注
锁口
按施工图施工
井筒冻结段
247
井筒基岩段
298.3
马头门
层
第二节地质及水文地质概况
2.2.1地质概况
2.2.1.1地层特征
根据岩石试验结果并参照物探测井资料，按照地质时代和岩性，对1#副井在勘探深度范围内分别划分为以下几个地层，现将各地层特征分述如下：
（1）粘土（Q3）：
黄褐色，可～硬塑，18.3～22.0m为软塑，无摇震反应，切面较有光泽，韧性低等、干强度中～高等，局部含铁锰质结核，20.60m含姜石较多，粒径约0.5～2cm，25.9～26.3m为杂色，含少量小角砾，粒径约2mm，38.4～38.6m含铁锰质结核较多，40.8～41.0m、53.5～56.6m含姜石较多，粒径约5cm。
易干裂，干裂面与岩芯轴成0～40°
夹角。
该层厚度76.50米，层底埋深76.50米，层底标高-43.75m。
（2）含粘粒粉砂（Q1-2）：
黄褐色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选、磨圆较好，局部含铁锰氧化物，含粘性土45%，局部夹粉土薄层，厚度约20cm，偶见少量圆砾，粒径约3cm左右。
该层厚度0.60米，层底埋深77.10米，层底标高-44.35m。
（3）中砂（Q1-2）：
黄褐色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选较差，磨圆度一般，含粘性土约15%，局部混少量粗砾砂和小角砾，含少量圆砾，一般粒径约0.5～1cm，最大约3cm。
该层厚度1.60米，层底埋深78.70米，层底标高-45.58m。
（4）粗砂（Q1-2）：
白～灰黄色，杂少量黄褐色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选较差，多呈次棱角状，局部含少量圆砾，粒径约1～2cm，最大粒径约4cm，层底含粘性土约20%左右。
该层厚度4.70米，层底埋深83.40米，层底标高-50.55m。
（5）粘土（Q1-2）：
灰白～灰褐色，杂黄褐色，可～硬塑，无摇震反应，切面较光滑，韧性低～中等，干强度高，局部含大量铁锰氧化物。
该层厚度13.30米，层底埋深96.70米，层底标高-63.95m。
（6）粗砾砂（Q1-2）：
灰白色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选较差，磨圆较好，局部含粘性土约5%～10%，局部含圆砾，一般粒径约0.5～1cm，最大约4cm。
该层厚度1.30米，层底埋深98.00米，层底标高-65.25m。
（7）粘土（Q1-2）：
灰黄～灰白色，硬塑，主要由高岭质粘土组成，局部含少量铁锰质结核及少量泥质结核。
偶见少量卵石碎块，粒径约4cm。
该层厚度1.70米，层底埋深99.70米，层底标高-66.95m。
（8）卵石土（Q1-2）：
灰白～灰黄色，母岩为砾砂岩，主要矿物成分为长石、石英，岩芯呈碎块状或短柱状，柱长约5~10cm，充填物为粗砂和粘性土。
该层厚度1.00米，层底埋深100.70米，层底标高-67.95m。
（9）粗砂（Q1-2）：
灰黄～灰白色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选较差，多呈次棱角状，局部加少量风化岩碎块，粒径约2cm，局部含少量小角砾，粒径约5mm，含少量圆砾，偶见少量灰黑色铁锈斑纹。
该层厚度5.30米，层底埋深106.00米，层底标高-73.25m。
（10）粘土（Q1-2）：
灰黄～灰白色，杂黄褐色，硬塑，无摇震反应，切面很光滑，韧性、干强度高等，局部夹少量铁锰质结核及铁锈斑纹，115.0～116.3m含大量风化岩碎块，灰白色，粒径约2～7cm，易干裂，干裂面与岩芯轴成0～40°
夹角，局部含少量铁锰质结核,见少量姜石，最大直径5mm。
该层厚度11.20米，层底埋深117.20米，层底标高-84.45m。
（11）细砂（Q1-2）：
灰褐～黄褐色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选较好，磨圆一般，砂质纯净，层顶夹30cm粉砂，灰褐色，密实。
该层厚度2.70米，层底埋深119.90米，层底标高-87.15m。
（12）粘土（Q1-2）：
灰黄～杂色，硬塑，无摇震反应，切面很光滑，韧性、干强度高等，局部含少量铁锰质结核及少量钙质、泥质胶结。
该层厚度0.80米，层底埋深120.70米，层底标高-87.95m。
（13）中砂（Q1-2）：
灰黄色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选一般，多呈次棱角状，砂质均匀，局部混少量粗砂。
该层厚度3.80米，层底埋深124.50米，层底标高-91.75m。
（14）粘土（Q1-2）：
杂色，可～硬塑，无摇震反应，切面很光滑，韧性、干强度高等，局部含大量铁锰质结核及少量钙质矿物。
偶见少量圆砾，粒径约4cm左右。
该层厚度1.20米，层底埋深125.70米，层底标高-92.95m。
（15）中砂（Q1-2）：
黄褐色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选一般，磨圆较差，多呈次棱角状，含粘性土约5%～10%左右。
该层厚度1.80米，层底埋深127.50米，层底标高-94.75m。
（16）粘土（Q1-2）：
杂色，可～硬塑，无摇震反应，切面很光滑，韧性、干强度高等，局部含大量铁锰质结核。
该层厚度1.80米，层底埋深129.30米，层底标高-96.55m。
（17）中砂（Q1-2）：
褐黄～灰黄色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选较差，磨圆一般，局部混大量铁锰氧化物，约30%左右。
该层厚度1.20米，层底埋深130.50米，层底标高-97.75m。
（18）粗砂（Q1-2）：
灰黄色，密实，饱和，主要矿物成分为长石、石英，分选一般，多呈次棱角状，砂质纯净，局部混少量粘性土，含量约5%左右。
该层厚度4.90米，层底埋深135.40米，层底标高-102.65m。
（19）粘土（Q1-2）：
灰黄色～黄褐色，硬塑，无摇震反应，切面很光滑，韧性、干强度高等，局部夹少量铁锈斑纹，偶见少量小角砾，粒径约2mm，143m以下为红褐色杂灰黄色，局部含少量风化岩碎块，粒径约1～2cm左右。
180m左右见少量圆砾，粒径约1～5cm左右。
该层厚度68.20米，层底埋深203.60米，层底标高-170.85m。
（20）云母片岩（Pt1z）：
全风化，灰褐～灰黄色。
结构构造已基本破坏，矿物成分除云母和石英尚可辨别，其余全部土化，岩芯呈砂土状。
该层厚度5.40米，层底埋深209.00米，层底标高-176.25m。
（21）花岗片麻岩（Pt1z）：
强风化，灰黄色。
花岗变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为斜长石，次为黑云母和石英，少量角闪石，局部暗色矿物渲染，风化裂隙较发育，岩芯呈碎石状，锤击易碎，岩石完整程度为破碎，坚硬程度为较软岩，岩体基本质量等级为IV级。
该层厚度3.00米，层底埋深212.00米，层底标高-179.25m。
（22）花岗片麻岩（Pt1z）：
灰黄～灰白色，花岗变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为斜长石，次为黑云母，石英，长石和石英呈粒状稍拉长，与暗色矿物呈定向分布，节理和裂隙较发育，岩石完整程度为完整，坚硬程度为较坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级，RQD值约90%～100%，岩芯呈长柱状，锤击声较清脆，轻微反弹。
局部夹60cm强风化斜长片麻岩。
该层厚度4.10米，层底埋深216.10米，层底标高-183.35m。
（23）石英云母片岩（Pt1z）：
灰黑色，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物成分为黑云母、石英，次为斜长石，局部含少量角闪石，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为较完整，坚硬程度为较坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级，RQD值为100%，岩芯呈长柱状，锤击声较清脆，易断。
该层厚度2.20米，层底埋深218.30米，层底标高-185.55m。
（24）花岗片麻岩（Pt1z）：
浅灰色，局部杂浅红、灰白色，花岗变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为黑云母，次为斜长石、石英，时而出现白云母，暗色矿物呈定向分布，节理和裂隙较发育，岩石完整程度为完整，坚硬程度为坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级，RQD值约95%～100%，岩芯呈长柱状，锤击声清脆，反弹。
该层厚度1.70米，层底埋深220.00米，层底标高-187.25m。
（25）黑云母片岩（Pt1z）：
黑色，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物成分为黑云母，次为石英，含少量斜长石，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为完整，坚硬程度为较坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级，RQD值约100%，岩芯呈长柱状，锤击声较清脆，轻微反弹。
该层厚度2.50米，层底埋深222.50米，层底标高-189.75m。
（26）花岗片麻岩（Pt1z）：
浅灰色，局部杂肉红色，花岗变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为黑云母、石英，次为斜长石，时而出现少量白云母，局部含钾长石，长石和石英呈粒状稍拉长，和暗色矿物呈定向分布，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为较完整～完整，坚硬程度为坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅱ级，RQD值约85%～100%，239.00～241.70m较破碎，且裂隙面被铁锈斑纹覆盖，RQD值为25%，岩芯呈长柱状，锤击声清脆，反弹。
267.20～268.00m、278.70～280.30m、296.70～298.10m为黑云母片岩夹层，黑色，花岗鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物成分为黑云母，次为石英，局部偶见白云母，节理和裂隙不发育，岩芯呈长柱状，该夹层多呈石英岩脉镶嵌其中，RQD值约80~95%。
该层厚度91.50米，孔底深度314.00米，孔底标高-281.25m。
（27）黑云母片岩（Pt1z）：
黑色，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物成分为黑云母，次为石英，含斜长石，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为完整，坚硬程度为较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级，RQD值100%，岩芯呈长柱状，锤击声较清脆，轻微反弹。
局部含少量石英岩脉。
该层厚度4.00米，层底埋深318.00米，层底标高-285.25m。
（28）花岗片麻岩（Pt1z）：
浅灰色，花岗变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为黑云母，次为石英、斜长石，局部含少量钾长石，长石和石英呈粒状稍拉长，与暗色矿物呈定向分布，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为完整，坚硬程度为坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅱ级，RQD值100%，岩芯呈长柱状，锤击声清脆，反弹。
该层厚度5.30米，层底埋深323.30米，层底标高-290.55m。
（29）黑云母片岩（Pt1z）：
灰黑色，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物成分为黑云母，次为石英，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为较完整，坚硬程度为较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅱ级，RQD值约85%～95%，岩芯呈长柱状，锤击声较清脆，轻微反弹。
该层厚度6.50米，层底埋深329.80米，层底标高-297.05m。
（30）花岗片麻岩（Pt1z）：
浅灰色，花岗变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为黑云母、石英，次为斜长石、钾长石，局部含少量角闪石，节理和裂隙不发育，裂隙面多有铁锈斑纹，岩石完整程度为较完整，坚硬程度为坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅱ级，RQD值约70%～100%，岩芯呈长柱状，锤击声清脆，反弹。
337.70～337.80m、340.40～340.60m和347.40～347.70m为黑云母片岩夹层，349.80～350.20m为花岗岩，肉红色，粗粒结构，块状构造，主要矿物成分为钾长石、石英，岩芯呈碎块状或短柱状，RQD值约25%。
该层厚度22.20米，层底埋深352.00米，层底标高-319.25m。
（31）黑云母片岩（Pt1z）：
浅灰～灰黑色，鳞片变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为黑云母、石英，次为斜长石、钾长石，局部含少量角闪石，节理和裂隙不发育，裂隙面多有铁锈斑纹，岩石完整程度为完整，坚硬程度为坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅱ级。
RQD=100%。
该层厚度32.60米，层底埋深384.60米，层底标高-351.85m。
364.00～370.60m为花岗片麻岩：
浅灰～棕灰色，局部肉红色，花岗变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为黑云母、石英，次为斜长石、钾长石，节理和裂隙不发育，岩石较完整，局部较破碎.岩芯呈长柱状，局部块状。
（32）花岗片麻岩（Pt1z）：
浅灰色，花岗变晶结构，片麻状构造，主要矿物成分为黑云母、石英，次为斜长石、钾长石，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为完整，坚硬程度为坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅱ级。
RQD值约100%。
岩芯呈长柱状，锤击声清脆，反弹。
该层厚度7.90米，层底埋深392.50米，层底标高-359.75m。
（33）石英云母片岩（Pt1z）：
灰黑色，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物成分为黑云母、白云母，次为石英、斜长石，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为完整，坚硬程度为较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级，RQD值为95%～100%。
岩芯呈长柱状，锤击声清脆，易断，反弹。
局部含石英岩脉。
该层厚度77.00米，层底埋深469.50米，层底标高-436.75m。
（34）石英角闪片岩（Pt1z）：
灰黑色，花岗柱粒变晶结构，片状构造，主要矿物成分为角闪石、黑云母，次为石英、斜长石，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为完整，坚硬程度为坚硬岩，岩体基本质量等级为Ⅱ级，RQD值为100%。
该层厚度7.30米，层底埋深476.80米，层底标高-444.05m。
（35）石英云母片岩（Pt1z）：
灰黑色，鳞片变晶结构，片状构造，主要矿物成分为黑云母，次为石英、斜长石，节理和裂隙不发育，岩石完整程度为完整，坚硬程度为较硬岩，岩体基本质量等级为Ⅲ级，RQD值为100%。
该层在钻探深度范围内未穿透，厚度76.13米，孔底埋深552.93米，孔底标高-520.18m。
2.2.1.2井筒施工的构造
拟建主副井及进风井位于张庄铁矿床东西两侧，为周集～吴集隐伏单斜的北段，上部为巨厚第四系土层覆盖，地表部分无岩体出露，未发现活动断裂。
2.2.1.3发育地段统计
井筒裂隙发育地段统计见表2.2.1.3。
井筒裂隙发育地段统计表表2.2.1.3
钻
孔
裂隙发育地段
深度（m）
裂隙发育地段标高
（m）
裂隙发育岩层
破碎程度
副
井
203.60～209.00
－170.85～－176.25
云母片岩
组织结构已全部破坏，岩芯呈块状
209.00～212.00
－176.25～－179.25
花岗片麻岩
岩芯呈块状，局部崩解呈土块状
212.00～215.50
－179.25～－182.75
岩芯呈块状
239.30～240.50
－206.55～－207.75
277.00～277.50
－244.25～－244.75
岩芯呈短柱状，局部块状
368.30～369.30
－335.55～－336.55
岩芯呈块状，少量碎块状
2.2.2水文地质概况
综合钻孔编录、简易水文观测、水文测井和现场抽水试验等工作，井筒水文地质特征概述如下：
（1）第四系潜水含水层组
此含水层组主要岩性为粘土，分布在0.00～77.10m。
从已有的矿区水文地质资料及电测井曲线可以看出，该粘土层含水量极小，渗透系数K约为2.246×
10-3m/d，水力性质属潜水，水位变化在2～5m。
该层上部0-30m为弱富水性含水层，下部30-76.5m为相对隔水层。
（2）第四系承压含水层组
此含水层组主要岩性为细砂、中砂、粗砂，共分为三个含水段，分别分布在77.10～83.40m；
96.70～106.00m；
117.20～135.40m，各含水段上覆和下伏的地层都是粘性土层。
①77.10～83.40m含水段岩性为中砂、粗砂，静水位埋深16.02m，水头（层顶）压力为0.599MPa，水力性质属承压水。
根据抽水试验，钻孔渗透系数K=7.308m/d，单位涌水量q＝0.106l/s.m。
该层为中等富水性含水层。
②96.70～106.00m含水段岩性为粗砾砂、粘土、卵石土、粗砂，静水位埋深14.10m，水头（层顶）压力为0.809MPa，水力性质属承压水。
根据主井钻孔对该含水段的抽水试验，钻孔渗透系数K=2.403m/d，单位涌水量q＝0.242l/s.m。
③117.20～135.40m含水段岩性为细砂、粘土、中砂，静水位埋深23.45m，水头（层顶）压力为0.919MPa，水力性质属承压水。
根据抽水试验，钻孔渗透系数K=2.301m/d，单位涌水量q＝0.409l/s.m。
（3）基岩裂隙含水岩组
从电测井曲线分析，基岩裂隙含水岩组主要分布在203.60～212.00m，该段岩性为全风化云母片岩、强风化花岗片麻岩，裂隙极发育。
该含水层组静水位埋深15.39m，水头（层顶）压力为1.844MPa，水力性质属承压水。
根据抽水试验，钻孔渗透系数K=0.0003m/d，单位涌水量q＝0.0015l/s.m。
该层为相对隔水层。
各含水层渗透系数根据抽水试验资料，利用公式
求得。
各标高涌水量预测结果见下表：
涌水量预测结果表表2.2.2
位置
设计竖
井半径
r0（m）
预测深度（m）
预测标高（m）
静止水位埋深（m）
预测水
位降深
S（m）
渗透
系数
K（m/d）
预测
涌水量
Q（m3/d）
3.65
77.10
-44.35
3.5
73.6
2.246x10-3
14
83.40
-50.65
16.02
67.38
7.308
3141
96.70
-63.95
14.10
82.60
615
106.00
-73.25
91.90
2.400
2163
117.20
-84.45
23.45
93.75
135.40
-102.65
111.95
2.300
4799
209.00
-176.25
185.55
60
309.00
-276.25
15.39
293.61
0.0003
21
409.00
-376.25
393.61
25
509.00
-476.25
493.61
30
552.90
-520.18
537.51
第三节施工条件
该工程工业广场地势平坦，交通便利，“四通一平”基本满足施工要求。
第三章施工方案及工艺
第一节临时锁口施工
井筒相对标高±
0.000m相当于设计的井口绝对标高。
采用临时锁口，临时锁口净直径为φ9.0m，深度3m（+33.3～+30.3m），红砖（五零墙）砌筑。
井筒冻结交圈具备开挖条件后组织施工，在外壁施工一个段高后，在其上砌筑临时锁口，同时挂细网护壁，并在壁后灌防水砂浆。
采用绞车挂吊桶提升，挖掘机挖掘。
锁口在施工过程中要预留出风筒、管路等临时洞口，保证管路能顺利从封口盘下通过。
第二节井筒冻结段施工
3.2.1冻结段开挖条件
当井筒冻结段应具备下列条件，方准开挖：
（1）井筒中的水文观测孔水位由开始缓升后下降而趋于稳定，然后又稳定开始逐渐上升，直到迅速上升并溢出孔口；
（2）由测温孔和水文孔
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