羊场湾煤矿进风井m处井壁修复施工设计.docx

1、羊场湾煤矿进风井m处井壁修复施工设计羊场湾煤矿进风井m处井壁修复施工设计前 言编制本施工组织设计大纲的指导思想是：修复设计方案的选择是经过会议研究决定；施工方案是经过技术数据验算，现场施工条件许可下采用的施工工法，以实现安全、优质、快速、高效为首要原则；施工根据现场作业条件采用人工配合半机械化作业，在安全的前提下尽可能最大程度使用机械化作业，加快修复施工进度。我处通过了质量、环境、职业健康安全三体系即ISO9001、ISO14001、GB/T28001标准，并经过多年的运行，确保工程施工的每一个阶段、每一个环节、每道工序处于受控状态，从而确保工程质量。本施工组织设计大纲编制依据：1、矿山井巷施

2、工：（1）煤矿井巷工程质量验收规范（GB50213-2010）；（2）煤矿井巷工程施工规范（GB50511-2010）；（3）煤矿安全规程（2012年版）；（4）国家、省市和行业相关法律、法规、规范要求。2、混凝土结构工程：（1）钢筋混凝土工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；（2）混凝土质量控制标准（GB50164-1992）；（3）锚杆喷射混凝土支护技术规范（GB50086-2001）；（4）普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准（JGJ522006）；（5）混凝土外加剂（GB8076-2008）；（6）混凝土外加剂应用技术规范（GB50119-2003）。第一章 工程概况羊场湾

3、煤矿进风井井筒设计7.5m，井筒深578.00m。该井筒工程2010年8月份开始施工，于2010年11月17日施工至井深-330m，该段井壁设计为单层普通素混凝土支护，壁厚为500mm，混凝土强度等级为C30。2014年4月19日矿方机电队正常检修时，发现该段井壁出现裂纹并鼓出。4月21日我方会同监理、建设单位对现场进行了勘查。一、井筒地质及井壁破坏情况描述根据井筒实际揭露地质资料发现：-330m-340m地层为灰色泥岩，中厚层状；泥岩段上下为粉砂岩、细粒砂岩，局部夹有泥岩。经现场勘查，-330m-340m段井壁表面开裂严重，并有两处井壁炸裂、鼓出（东南方向高度1m、宽度800mm；北部梯子间

4、上口高度0.3m、宽度0.4m，平均鼓出厚度为20mm100mm），该段井壁由东至南三分之一井壁发现裂缝，裂缝为环形、波浪形。整个井筒和钢结构均被大面积盐碱覆盖。二、井筒破坏原因简要分析根据工业建筑防腐蚀设计规范（GB50046-95），该段井壁设计混凝土标号为C30混凝土，混凝土添加BR-3抗裂防水剂，没有考虑盐碱水的腐蚀性使用防腐蚀水泥和外加剂，造成井筒井壁砼长达3年多受到盐碱水腐蚀。经现场提取破坏井壁混凝土表面及内部结构分析，该段井壁破坏原因是受地下盐碱水腐蚀。根据实际揭露该段地层，以及相邻井筒该段地层井壁也出现破坏现象，分析认为该段泥岩具有膨胀性，经实测泥岩的膨胀压力约1.8MPa，是

5、导致井壁炸裂、鼓出的主要原因。经查阅相关资料及专家论证得出该段井壁破坏机理如下：1、混凝土受腐蚀的类型有结晶类腐蚀，分解类腐蚀及结晶分解复合类腐蚀。结晶类腐蚀指水或土中某些盐类浸入混凝土的毛细孔中，经干湿交替作用盐溶液浓缩至饱和，当温度下降时析出盐晶体，晶体不断积累膨胀或与混凝土中某些成分相结合生成新的结晶物质膨胀，致使混凝土破坏。分解类腐蚀指水或土中的盐类与混凝土的化学成分反应生成易溶盐，被溶解或被水带走，从而使混凝土分解破坏。结晶分解复合类腐蚀指水或土中的盐类对混凝土既有结晶破坏又有分解破坏。2、地下水中常含有一些游离的碳酸（CO2），而水泥石中的氢氧化钙能与碳酸起化学反应，生成碳酸钙（C

6、aCO3），碳酸钙又与碳酸起化学反应，生成易溶于水的碳酸氢钙：如果水泥石在有渗滤的压力水作用下生成碳酸氢钙，并溶于水中被冲走，上述反应将永远达不到平衡。氢氧化钙将连续流失，使水泥石中石灰浓度逐渐降低，使硬化了的水泥石结构发生破坏。环境水中含游离碳酸越多，其侵蚀性也越强烈；若水温较高，则侵蚀速度将加快。3、硫酸盐的腐蚀是盐类腐蚀中最普遍而具有代表性的，它的腐蚀过程如下：硫酸盐与混凝土中的游离氢氧化钙作用，生成硫酸钙，再与水化铝酸钙作用，生成硫酸铝钙，体积膨胀两倍以上。在硫酸盐中，又以硫酸钠、硫酸铵对混凝土的腐蚀性最大，硫酸钙在硫酸铵溶液中形成复合盐CaSO4（NH4）2SO4H2O，溶解度增加。

7、4、该段泥岩具有膨胀性，当混凝土受到一定腐蚀后，泥岩的膨胀应力使井壁加速破坏、鼓出。第二章 施工准备一、技术准备组织建设单位、监理单位、设计单位、施工单位对井壁进行勘查、破坏原因分析。并在此基础上编制实施性施工组织设计、施工技术措施、项目质量计划、填报开工报告，准备好各种技术资料和表格，开工前对技术人员、管理人员及施工人员做好技术交底。二、施工队伍准备1、为确保本工程施工速度和工程质量，特在本处内精选素质好、经验丰富、从事过二次以上类似工程施工的施工队伍进场施工。2、根据施工进度情况，按总体施工计划，陆续组织各作业队、各岗位、各工种人员进场，所有人员在上岗前10天到岗，以便了解现场情况，按本处

8、通过的质量、环境、职业健康安全三体系即ISO9001、ISO14001、GB/T28001标准。以及ZM71/QEO-CX-2012培训控制程序要求组织学习培训。三、施工现场准备第一批人员进场后，施工必需的生活、办公、卫生、生产等临时设施，工广临时设施布置，遵循“方便实用、文明施工、节约用地、安全可靠、兼顾环保、CI达标”的原则。四、施工技术装备与材料供应安排我处施工技术力量雄厚，装备精良，有充足的大型矿井施工成套机械化设备。由处机电、试验、材料供应部门组织设备、仪器、周转材料等调运工作，确保施工设备、试验、检验设备、测量设备等迅速进场。其余设备和周转材料根据工作进度、工程进展情况，按计划陆续

9、进场。组织物资供应人员进行市场调查，按本处通过的质量、环境、职业健康安全三体系即ISO9001、ISO14001、GB/T28001标准，以及ZM71/QEO-CX-2012物质采购控制程序，选择合适的供应商，落实货源，安排订货计划，设立堆放场地，搭设库房等。第三章 施工方案及工艺优选最佳施工方案，实现安全、快速、质优为目的。最大限度地推广采用新技术、新工艺、新材料、新设备，严格按照通过了的ISO9001国际质量管理体系、ISO14001环境管理体系及GB/T28001职业健康安全管理体系运行，确保工程施工的每一个阶段、每一个环节、每一道工序都处于受控状态，确保工程质量。一、施工方案利用罐笼上

10、部结构安装折叠式钢结构工作盘，井壁修复时在钢结构工作盘上进行，人员上下及物料的运输须用罐笼提升，施工时把钢结构工作打开，罐笼运行前将工作盘折叠后不应超过罐笼长、宽度。工作盘安装完成后，对要修复段原井筒装备的梯子间进行拆除。钢结构工作盘安装及井筒装备梯子间拆除工作，由我单位专业化施工队伍进行施工。首先对该段破坏井壁鼓出部分自上而下采用人工风镐刷扩，刷扩时应把破坏严重部位的混凝土井壁全部掏出。刷扩结束对-330m-340m段及其上下各1.5m（共13m）井壁，自下而上密排架设20井圏。对严重破损段，井圏架设好后利用井圏充当模板，浇筑C50抗腐蚀混凝土。井圏架设完成后，利用提前在槽钢井圏上预留的45

11、mm的圆孔，对该段井壁进行壁厚注浆封水加固，注浆浆液为马丽散或固邦特。二、施工工艺（1）罐笼顶部钢结构工作盘的安装利用罐笼上部结构安装折叠式钢结构工作盘，工作盘采用16槽钢、108*5mm的钢管制作，上面铺设50mm大板。钢管插入套管后根据现场实际情况下好木板长度，使用前套管顶丝和连接螺栓必须紧固牢靠，木板必须与钢管进行绑扎并用扒钉将铺设木板连城整体。走钩时必须保证钢管及木板不超出罐笼边缘线。“钢结构工作盘图”见图3-1。（2）-328.5m-341.5m段井筒梯子间的拆除罐笼顶部钢结构安装完毕，下放罐笼至-345m处并停稳，人员经罐笼顶部孔洞爬至罐笼顶部，打开钢结构工作盘对梯子间进行拆除，拆

12、除前必须提前对要拆除部分固定防止坠落。拆下的部分经罐笼顶部孔洞下放至罐笼内，当拆除一段距离后罐笼向上提升一段距离，直至该段梯子间拆除完毕。（3）对破损段井壁进行刷扩修复段原井筒装备拆除后，在原井筒装备的2737mm的压风管切割一个孔，并焊接一个球阀，球阀上接一路压风软管至钢结构工作盘，人工风镐自上而下把破坏段井壁鼓出部分刷扩，并进行临时支护，刷扩时钢结构工作盘与井壁间隙处用大板及编织袋封堵，防止混凝土块、矸石掉落至井筒内砸坏井筒设备，工作盘上设专人把刷掉的混凝土块收集装入编制袋内，人工用麻绳经罐笼顶部预留孔松至罐笼内，凝土块、矸石由罐笼提升至地面。（4）架设井圏破损段井壁刷扩结束，利用钢结构工

13、作盘自下而上密排架设20槽钢井圏，井圈直径为7550mm，分8节加工，每小节井圈外弧长2.96m，两头焊接10mm厚20080mm对接钢板，每个对接钢板钻两个20mm的圆孔，同一水平每小节井圈之间对接钢板采用M1860mm镀锌螺栓连接。且上下层相邻井圈页板采用镀锌螺栓连接，连接点均匀分布间隔1500mm；底层生根井圈由均匀埋设的14根40mm600mm圆钢托住；每隔三层槽钢井圈，在一层井圈筋板预留24mm孔，井圈架设好后打设锚杆固定，锚杆规格：222500mm，药卷采用Z2350每根2卷。每层锚杆用量：16根（间距1500mm），上下层锚杆呈三花布置。井圈、锚杆及支撑圆钢都要进行防腐处理（首先

14、进行喷砂除锈，然后涮环氧富锌底漆1遍，最后涮环氧煤沥青1遍）。螺栓使用镀锌螺栓无需再进行防腐处理。井圈安装步骤：在破坏段井壁下1.5m位置，用水平管找出该水平的同一水平面，施工架设井圈的支撑点。支撑点施工用风锤造孔，孔深450mm，孔径42mm，均匀布置安装12根401000mm圆钢作为支撑点。从支撑点开始，按上行式架设井圈。上下层井圈节与节之间错位搭接；上下层井圏页板每间隔1500mm用镀锌螺栓进行连接。每层井圈架设完毕，井圈和井壁之间必须用铁楔背紧。（5）注浆封水加固槽钢井圏加工时预留45mm圆孔，井圏架设完成后使用YT28型风锤、42 mm钻头钻孔，注浆孔孔深650mm，从下部第二层槽钢

15、向上每间隔九层井圏布置一排注浆孔，每排布置12个注浆孔，上下层注浆孔呈三花布置，确保注浆扩散半径不大于2.0m，采用上行式注浆方式注浆。注浆浆液为玛丽散或固邦特。壁后注浆工艺流程：采用风锤开孔 安装孔口管 孔口管试压 关闭球阀连接混合器与注浆管路 开启注浆泵进行压水 打开球阀 注入水泥浆液 达到设计压力封孔 关闭球阀。注浆站布设：在罐笼上部工作盘设置注浆站，注浆设备选用ZBQS 12/10双液气动注浆泵。ZBQS 12/10气动双液注浆泵的性能参数：气源压力 0.4 MPa0.7 MPa混合比 11额定输出压力 10 MPa额定输出流量 12 L/min15 L/min最大输出压力 26 MP

16、a最大输出流量 20.5 L/min通气管管径 3/4 inch排浆管管径 10 mm或13 mm工艺及流程将注液泵固定好，接好气源，分别将2根吸浆管连好插入A、B料箱(桶)内，两根输排管连在注射枪上，从枪接出输浆管至压注地点即可，详见系统工艺布置示意图。工作平台：利用罐笼顶上安装的钢结构工作盘。注浆孔造孔方法：使用YT28型风锤、42 mm钻头。孔深650mm。注浆方式：采取上行式注浆方式。孔口管安装：孔口管选用42无缝钢管制作，长度为450mm，前部加工成350mm长的马牙扣，后部加工成50mm长丝扣，孔口管与2寸高压球阀采用长100mm的短节头连接，孔口管的马牙扣部位缠上生麻，用大锤与风

17、锤推进器，将孔口管推进孔内。孔口管安装完毕后必须进行耐压试验，试验时逐渐加压，压力达到注浆终压为合格。对造孔出现的废孔应及时封堵。注浆材料：注浆材料考虑井壁抗压强度，决定使用马丽散或固邦特。注浆压力：注浆压力的选择应在井壁强度能够承受的范围内，用以下公式确定：P = K（E2+2R0E）/2（R0+E）2334321m段复合井壁壁后注浆取E = 0.5m R 0=3.75m K =15MPa计算得：P =1.66MPa取注浆正常压力为1MPa，终压为1.66MPa。根据设计C30混凝土抗压强度为1.87 MPa。取注浆正常压力为1MPa，终压不超过1.66MPa。漏浆处理与封孔方法：注浆若发生

18、漏浆现象，采取间歇注浆，如发现严重跑浆，还应使用棉纱和道钉堵漏。注浆结束时，采取点注封孔。注浆结束标准：每孔注浆终压达到设计压力时即可封孔。三、修复工程关键部位施工技术（一）井圏过牛腿、电缆桥架的施工当架设井圏须穿过牛腿、电缆桥架施工时，考虑井壁修复以后不得影响井筒的使用，固在牛腿上下方架设槽钢井圏。井圏架设施工时槽钢井圏从电缆后面穿过。（二）井壁破损严重段的施工井壁破坏段较严重时，必须把破坏段的混凝土井壁全部挖除，井圏架设好利用井圏充当模板对空洞部分进行充填、浇筑。混凝土为：抗硫酸盐、硅酸盐水泥（高抗）PHSR配置的C50抗腐蚀混凝土。87 注射地点 12 气泵24316659 图例及序号名

19、称 压气流方向 液体流动方向 混合液流动方向 阀门 1压风(气)管 2气压表 3水分过滤器 4油雾器 5压液缸 6液压表 7注射枪 8混液管(孔) 9吸液管 10料箱(桶) 11过滤器 12输液管10BA11 注浆系统工艺布置示意图第四章 施工辅助系统一、提升系统利用罐笼进行人员、物料及施工设备的提升和下放，施工用的物料料、工具均放在罐笼内，使用时经罐笼内顶部预留孔人工拉至罐笼顶部钢结构工作盘上。二、供电系统从井底马头门硐室内配电接入点接一路35mm2动力电缆，动力电缆悬挂在梯子间钢梁上向上延伸至修复段位置。三、供、排水系统1、供水系统利用井筒已装备的1598mm供水管，在修复段上方切割一个小

20、孔并焊接一个球阀，接上软管至工作平台。2、排水系统井壁淋水及施工废水流入进风井井底，由井下排水系统排至地面。四、压风系统利用井筒已装备的2737mm压风管，在修复段上方切割一个小孔并焊接一个球阀，接上软管至工作平台。五、运输系统矸石运输：刷扩掉的混凝土块、矸石收集装入编织袋，人工用麻绳松入罐笼内，由罐笼提升至地面。物料运输：施工用的井圏、锚杆、注浆浆液、工具等材料，交接班时放入罐笼内，罐笼顶部钢结构工作平台打开后，经预留孔人工提至罐笼顶部的钢结构操作平台上。六、井下测量因井筒已施工完成，修复时在修复段井壁上方的井壁四周下放边线，架设井圏时依据边线测量，水平管找正井圏水平。七、通讯与信号系统施工

21、时通讯采用矿方检修对讲机和从井底马头门位置信号接入点接入一条信号电缆两种方式，确保施工中地面和井筒施工人员通信畅通。八、砼拌制、运输、浇筑在井口设混凝土搅拌站，采用抗硫酸盐、硅酸盐水泥（高抗）PHSR配置的C50抗腐蚀混凝土。混凝土搅拌完成用防爆胶轮车运输至罐笼内，经罐笼运输至修复段，人工运至罐笼顶部钢结构平台进行浇筑。第五章 施工组织与管理一、施工组织管理1、本工程采用项目法管理，选派一名有丰富经验，且具有项目经理资质的人任该工程的项目经理，并选派我处施工经验丰富的全国优秀等级队，组建综合施工队承担本工程的施工。2、劳动力安排施工过程中选用类似工程施工经验丰富，能打硬仗的各专业队伍进行施工。

22、本工程施工设1个掘进队，一个机电辅助队，井上下均实行“三八制”。掘进队30人，机电辅助队10人，管理人员3人。详见工程施工劳动力计划表。二、施工管理项目法管理要控制工期、质量、成本（造价）、安全并建立相应的控制体系，各控制体系要始终贯穿于施工的各阶段、各环节、各工序，实行决策民主化、管理科学化、施工机械化、分配公开化。为控制目标实现，项目部建立以下几大生产保证体系：（1）以技术部为核心的技术质量管理系统；（2）以安监部门为核心的安全管理系统；（3）以经营管理部为核心的经济核算成本控制系统；（4）以掘进队为核心的生产管理系统；（5）以物资供应部为核心的材料计划、采购、验收、库存、发放系统；（6）

23、以后勤生活部门为核心的职工生活、治安系统。为精简机构，减少人员，经营管理部可承担物资供应、后勤生活两系统的业务。加强掘进队的管理，各班组负责各工序的施工，严格按循环图表要求控制作业时间，保证正规循环作业。每个班组的作业时间都进行考核，超时或提前都实行不同的奖罚措施，使劳动成果与经济收入直接挂钩，积极开展小指标劳动竞赛活动，提高职工的生产积极性，缩短正规循环作业时间。辅助工为三班作业制：机电工采用大班、小班和包机班组三种形式，大班负责日常机电工作，小班采用三八制负责处理24h的井上下机电故障；各班组对自用设备要及时进行维修和保养，并负责对使用过程中出现的故障及时处理，保证井下掘进工作顺利进行。设

24、备维修应尽量不占用或少占用掘进时间。三、降低成本措施为了快速、安全、高效、低耗地建设本次矿井工程，我公司将强化企业内部管理，按照项目管理机制组织施工，控制成本、降低造价。具体措施如下：（1）采用最先进的施工机械设备，组织最精干的人员队伍施工本次工程，保证在工期内按期完成施工任务，力争合理提前，节省人工、机械等直接费成本。（2）实行成本预测控制，将成本目标分解落实到项目各部门、班组和个人，强化考核、奖惩措施，使工程成本始终处于受控状态。（3）严格控制成本、降低人工、材料、机械费用。1）工资管理严格按照我公司内部成本管理细则，编制本项目内部预算。以内部预算测算值为控制目标，根据劳动定额，测算本项目

25、的单项或单位工程预算，按定员、定额组织生产，坚持日核算，月分析，确保本项目的工费成本降低率。优化施工方案，搞好工序衔接和交叉项目的协调，做到均衡生产，提高工效。2）物资管理强化工程材料管理。推行“三级收料及限额领料制度”，对施工主要材料实行限额发料，按理论用量加合理损耗的办法与施工作业队结算，节约时给予奖励，超出时由施工作业队自行承担，从施工作业队结算金额中扣除，促使施工作业队合理的使用材料，减少浪费损失。以国家或地区定额管理部门测定的数据为准，推行限额发料。推行三级收料，应发数量及实发数量确定后，施工作业队施工完毕，对其实际使用数量再次确认后，实行奖罚兑现。所有混凝土的拌制严格按试验室给定的

26、配合比，实行电子计量供料，同时掺加减水剂，在确保工程质量的前提下，降低工程成本。尽量利用当地合格的黄砂、石子等材料，以减少地材的运输成本。3）机械管理按工程项目特点合理配置机具设备，在机械选型上本着满足工期、质量、安全的前提下，坚持进口与国产相结合，购置与自选研制相结合的原则，注重可靠、经济及实用。加强机械设备的维修和保养，保证机械的完好率、提高利用率。同时做好常用配件的储备，避免停机和窝工。（4）组建一个精干、高效、懂技术、懂管理的强有力项目管理机构，实行项目经理负责制。所有管理人员均竞争上岗，一职多能。杜绝因人设岗，减少冗员，最大限度地压缩管理层次和管理人员，减少非生产性费用和管理费用开支

27、。（5）结合现场实际情况，因时因地制宜，尽量利用原有或就近已有的设施，减少各种临时工程，充分利用我公司已有的大量临时活动板房及就近租用部分民房，降低临时设施费。大临设施本着经济适用的原则布置，布置地点不影响永久建筑施工，以免造成二次搬迁。（6）就近调遣施工队伍和机械设备，降低调遣费用。（7）严格工程质量目标管理，认真贯彻ISO9001系列标准，严格质量管理、消灭质量通病，确保本标段的质量目标。杜绝因工程质量问题造成的费用损失。（8）在运用成熟施工经验的同时，积极推广和应用新技术、新工艺、新材料及新成果，提高工效，降低物耗，向科学技术和管理要效益。修复工程劳动力计划表单位工 种人数单位工 种人数

28、单位工种工数掘进队队 长1辅助队队长1机关管理经理1技术员1电 工2工资、计划、财务1注浆工13信号工3安检、调度1班 长13把钩、运输工3打眼工23机 修1掘进工53烧焊工1小计29113合计安排一个掘进队伍、一个机电运输辅助队及项目部人员：29+11+3=43人第六章 施工进度计划与进度控制一、工期安排1、施工进度根据本次修复工程技术特征，结合我处类似工程施工经验，为了安全顺利地完成施工任务，特制定出各主要工程的施工速度如下：序号名 称单位进度1材料准备天32罐笼顶部钢结构操作平台安装天33原井筒梯子间拆除天14破坏段井壁刷扩、清理并临时支护天105架设井圏天346注浆封水加固天157重新

29、安装梯子间天28罐笼顶部钢结构拆除收尾天2总工期为70天。二、工期保证措施1、工期保证体系建立工期保证体系，落实工期保证措施，确保工期目标的实现。2、工期保证措施（1）技术措施要确保工期的实现，关键在于采用先进的施工技术、合理的施工工艺、可靠的机械化配套装备以及精心的组织和科学的管理。为此，我们将严格按照施工组织设计大纲确定的施工方法，采用机械化配套设备，以此作为提高工程进度和实现工期目标的保证。在施工中我们应根据实际情况变化，动用各种技术力量，搞好关键线路的调整，保证施工总工期的实现。我们将根据实际情况制定符合客观实际的循环图表，利用循环图表指导施工，在施工中确实做到正规循环，以确保总工期的

30、实现。依靠科技进步，采用新工艺、新技术，在施工中组织多工序平行交叉作业，减少辅助作业时间，提高工作效率，实现优质高效的工作目标。严格按照设计要求和施工技术规范组织施工，推行全面质量管理，针对技术和质量问题，开展QC小组攻关活动。全面实行“自检、互检、专检”的质量“三检”制度，杜绝质量事故，杜绝返工浪费，保证各项工程、各个工序按工期要求，有条不紊的进行。积极推广应用轻型建筑材料，缩短准备工期，确保开工日期。（2）组织措施建立针对该工程的项目部，设立相关职能部门和工作岗位，确定人员、职责和权限，根据项目管理目标责任书进行目标分解，建立施工技术、安全、计划、物资采购、设备管理和劳动纪律等方面的规章制度，保证各项工作有章可循，严格按照项目管理法组织施工。选派由施工管理和工程技术人员组成的有丰富施工经验的领导班子，选派技术力量强、素质好、作风过硬的施工队伍，组成一个能打硬仗、能吃苦耐劳的战斗团队。施工期间，各工序、各工种互相交叉，在施工中要牢牢抓住关键线路，把关键线路上的工