井筒壁座

井筒壁座是控制地層壓力，維護井筒圍岩穩定，防止井筒開裂漏水，沿立井井幫構築的地下結構物。按壁座材料和結構分為木井框，料石、弧形板井壁，混凝土、鋼筋混凝土井壁，錨桿和噴射混凝土（錨噴）壁座等。

基本介紹

• 中文名：井筒壁座 
• 外文名：A well wall block 
• 概述：維護井筒圍岩穩定
• 優點：防止井筒開裂漏水
• 材料：木井框，料石、弧形板
• 特點：立井壁座費用較高

簡介

立井壁座是一項重要的結構性工程。壁座特點是混凝土標號高、厚度大、整體澆築。採用凍結法施工的立井井筒，主要採用雙層井壁，但壁座必須一次澆築。在這個前提下，壁座處外壁應與內壁一起澆築，這樣就帶來了外壁掘砌的臨時支護問題。臨時支護經常採用錨網噴支護，這樣就帶來了打錨桿可能破壞凍結管的新問題。

特點

立井壁座費用較高，有時占立井總費用的1/2～2/3。木井框結構簡單，施工方便，但強度低，防火性差，僅用於中小型非煤礦山。料石壁座在中國於20世紀50年代至60年代初套用較多，由於施工勞動強度大，效率低，漏水嚴重，目前很少使用。弧形板壁座是用鋼筋混凝土、鑄鐵或鑄鋼預製成的弧形板構件，組合裝配而成。這種壁座方法，須在地面設廠預製，規格要求嚴，鋼材消耗多。混凝土、鋼筋混凝土井壁，強度大，封水性好，且易於實現機械化施工，是目前套用最廣泛的壁座方法。對於不穩定的岩層或土層，為提高混凝土井壁的承載能力，預防其開裂漏水，國內外套用了多種複合壁座，獲得良好的支護效果。

混凝土、鋼筋混凝土壁座壁厚一般為0.2～0.5m，根據施工方案確定分段灌築高度和施工方法。70年代起推廣金屬整體模板，用機械或液壓起重系統，推動模板整體向上滑升，是混凝土灌築施工工藝的重大改革，顯著地提高井壁的施工速度。當井筒穿過不穩定的表土層、斷層帶或急傾斜岩層時，為提高支護的強度，採用鋼筋混凝土井壁。在較穩定的岩層中，混凝土壁座與圍岩密實結合，其抗剪力足以支承壁座自重。但在井頸、表土層、破碎帶的下部，在井底車場馬頭門的上部，為保證井壁的穩定性和安全生產，需要砌築壁座。壁座分單錐形和雙錐形。前者用於較堅硬岩層，後者用於載荷較大或強度較低的岩層。壁座高度一般不小於壁厚的2.5倍,寬度不小於壁厚的1.5倍。

璧座臨時支護方式的選擇

主井：井筒壁座隨外壁掘進完成並採用c3嗉砼支護，壁座掘進完成後外壁繼續向下掘砌38m後轉入套內壁施工。套內壁至壁座段停止套壁，採取打眼放炮將整個壁座段壁座處素砼破除，然後從下自上連續澆築壁座。壁座破除後二次臨時支護方式為借用綁紮的壁座外層豎向鋼筋，沿豎筋外側平鋪網孔徑不大於30mm的鋼絲網。

副井：井筒在外壁掘砌至壁座上部兩模(8．4m)位置時開始，利用模板加塊方法將外壁模板直徑擴大掘進直徑至外壁外側，也即把外壁外徑作為模板直徑(13．2m)，留出了壁座空間，整個壁座段增加了c3嗦混凝土臨時支護層作為壁座施工的臨時支護，不再拆除。然後繼續向下掘165m至井底，由下至上連續施工內壁和壁座。

風井：井筒壁座隨外壁掘進完成並採用c3O素砼支護，壁座掘進完成後外壁繼續向下掘砌47m至井底後轉入套內壁施工。套內壁至壁座位置後停止套壁，採取打眼放炮將整個壁座段索砼破除，打少量錨桿，噴漿100mm，將壁座外層鋼筋接下來作為壁座澆築的二次臨時支護。

在整體澆注壁座施工中壁座的臨時支護方式直接關係到施工的安全，在此主要從施工安全和可靠性進行對比。

由於三個井筒壁座均處於凍結段，壁座荒徑距凍結管距離均為2．75m，凍結管破壞後鹽水外漏會對凍結壁造成影響，危及生產安全。因此壁座處的素砼臨時支護破除時對凍結管的震動破壞較大，且打錨桿時可能擊穿凍結管，應注意對凍結管的保護。

主井二次臨時支護採取鋼筋掛網支護，優點是：施工工藝簡單，支護成本低，施工速度快，不會對凍結管造成破壞。缺點是：壁座素砼放炮破除後未打錨桿噴漿，圍岩未封閉，暴露時間太長易造成圍岩風化出現掉渣及片幫，存在較大安全隱患。

副井採用外層素砼支護，優點是：減少了放炮破除素砼支護時對圍岩造成二次擾動和對凍結管破壞，施工安全係數高，簡化了施工工序，施工速度快。缺點是：壁座與岩壁未直接接觸；需要拆除並重新組裝模板，施工工序繁瑣；增大了壁座掘進半徑放炮對凍結管的破壞性增大。

風井二次支護採取打錨桿掛網噴漿支護，優點是：施工速度快，施工簡便，消耗材料少，支護成本低。缺點是：壁座素砼放炮破除時對凍結管有影響；打錨桿時可能損壞凍結管，導致鹽水外漏引發事故，支護過程中暴露時間太長，可能導致錨噴開裂掉渣存在安全隱患。

施工過程中出現的問題

主井在壁座澆筑前拆除了C3O混凝土支護後，未採用錨噴支護對圍岩進行加固和封閉，只採用綁紮外層鋼筋加鋼絲網保護，壁座澆築期間，因圍岩暴露時間過長出現大面積片幫，外環鋼筋被擠壓嚴重變形危及生產安全。因此不得不拆除原來二次臨時支護，清理掉落矸石重新打錨桿掛網噴漿支護。拆除原臨時支護並重新支護過程耗費時間長，對工期造成了影響，在拆除過程中亦存在較大安全隱患。打錨桿過程中，對兩個凍結管造成了破壞，導致凍結管鹽水滲漏。

副井採用在壁座外增加外層臨時支護素砼層支護，未對凍結管造成二次破壞，不影響生產安全。但是壁座與岩壁未直接接觸，壁座處摩擦力大大減小，今後是否會造成壁座下滑還有待時間驗證。

風井二次支護採取打錨桿掛網噴漿支護，在打錨桿時未對凍結管造成破壞。由於壁座下部馬頭門、迴風道及內壁施工時間較長，壁座處噴漿不均勻，厚度較薄(30mm)，造成漿皮開裂掉渣，外層鋼筋(豎筋環筋)與鋼絲網聯合阻擋掉落岩塊和漿皮，保證了施工安全。

主、風井在壁座處澆築素砼臨時支護時預留了爆破縫隙，爆破施工時未對井筒外壁造成影響。在壁座掘進完成至壁座混凝土施工前，通過對主、副、風井的外壁進行觀測發現外壁未出現沉降現象。

總結

礦井井筒外壁為全基岩掘進，外壁掘進過程中在岩壁上形成了凹凸不平的表面，實際上相當於無數個小壁座，而且外壁混凝土與岩壁粘結牢固，其摩擦阻力足以支撐外壁重量，因此外壁的重力不會完全作用於井筒壁座上 但是內壁與外壁為較光面接觸，其重量作用於內外壁摩擦力和井筒壁座之上，因此壁座的質量影響到井筒的質量，為保證井筒及壁座的質量，壁座需整體澆築。要實現整體澆注，就要面對壁座區段的臨時支護方式選擇問題。臨時支護主要考慮為壁座澆築施工創造安全施工條件，因此選擇安全可靠的臨時支護方式，對於安全生產、縮短工期尤為重要。

礦井主、副、風井井筒壁座採用不同的臨時支護方式，通過對比分析發現：壁座隨外壁掘進並採用索砼臨時支護是安全可靠的，並且在破除素砼時控制打眼角度，合理裝藥是不會對凍結管造成破壞；二次支護選擇打錨桿掛網噴漿是比較合理的，但打錨桿時應控制好角度和深度，副井採用外層素砼支護雖簡化了施工工序，施工安全，但是是否會造成井筒存在下沉仍需觀測。因此，經過對比，個人認為：高家堡礦井風井井筒壁座的臨時支護方式是安全合理的。

礦井主、副、風井壁座臨時支護方式的選擇和比較，可以為同樣地質條件，同樣結構井壁壁座的施工提供有益的參考價值。