立井施工技术与装备

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1、3立井施工VerticalShaftDrillConstruction立井，又叫竖井，是地下工程中的常见工程，山岭隧道、水电工程、城市地铁等市政工程、水利工程以及军事国防工程等都离不开立井的使用和施工。尤其是地下矿山，使用更为广泛，由于它是整个矿井的总出入口，地位显得更加重要。随着我国交通、水利事业的快速发展，长距离的公路、铁路、引水隧道，出于施工和运营的需要，开凿的竖井也越来越多。例如长18km的秦岭公路隧道设置了三处通风竖井，长14.89km的“引大入秦”水利工程中的顶山隧道开凿有8个竖井。学习和

2、掌握立井施工技术是非常重要的。9/30/20211《地下工程讲稿》3.1概述立井井筒的特点是深度大、断面积大、水文地质条件复杂；相对于平巷（或隧道）而言，施工难度大，施工技术复杂，施工工期长。因此，为加快凿井速度，缩短凿井工期，必须采用先进的施工技术，提高施工机械化水平。在具有第四纪冲积地层的地域开凿立井时，立井井筒一般要穿过表土与基岩两个部分。表土稳定时可采用普通的人工挖掘施工，表土松软、稳定性较差时须采用特殊凿井方法（钻井、沉井）或特殊工法（注浆、冻结、帷幕）。基岩部分目前仍以钻眼爆破法施工为主。9

3、/30/20212《地下工程讲稿》近十几年来，我国立井施工机械化水平有了很大的提高。深孔光爆、锚喷支护、凿岩钻架，0.6m3抓岩机、4～5m3大吊桶、自动翻矸、大型凿井专用提升机、大吨位凿井绞车、V型凿井井架、高3～4m金属整体液压脱模模板、混凝土输送管、高扬程吊泵、千米激光指向仪、注浆堵水打干井等凿井设备与技术得到了广泛使用。施工设备和技术水平的提高，大大提高了施工速度。1974年全国煤矿立井施工平均月成井16.4m；1997年达到了45m；2002年又达到70m以上。据不完全统计，1986年～19

4、96年有23次月进度突破100m，而1997年一年就有28次突破100m。1998年有19次突破100m，其中5次超过180m，最高达到216.5m（表土冻结段）。2002年又创造了基岩段月成井220.6m的新纪录。施工速度的提高，大大缩短了井筒的施工期，目前煤炭矿山的立井月进度大多在100m以上，因而涌现出了一批深度600m以上能够当年开工、当年到底的井筒。目前，我国的立井施工水平已达到世界先进水平，已有多家施工企业中标国外立井工程。3.1.1我国的立井施工技术水平9/30/20213《地下工程讲稿》

5、3.1.2立井的类型与结构采用立井开拓的煤矿一般有两个或两个以上的立井井筒。根据井筒的用途不同，立井井筒一般分为三种：主井、副井和风井。主井：专门用来提升煤炭的井筒称为主井。主井内设有箕斗，故又称箕斗井。副井：用于升降人员、设备、材料及提升矸石的井筒称为副井。井筒内通常设有罐笼，故又称为罐笼井。某些特大型矿井还有专门为提升矸石服务的矸石井。风井：主要作为通风用的井筒，称为风井。一般作为出风用，也可当作全矿的安全出口。9/30/20214《地下工程讲稿》在隧道和城市地下工程中，一般分为：为运营需要的通风井

6、、为加快施工速度而开凿的措施井（属于辅助坑道）、为安装隧道施工设备的工作井、水利水电工程的管道井等。另外，还有国防工程中的发射井、水利工程中的取水井等。立井按深度划分时，有浅井、中深井、深井和超深井等。对于矿山而言，一般不足300m深时为浅井、300～800m为中深井，800～1300m为深井，1300m则可视为超深井了。对于城市地下工程，大多不超过50m深，超过50m可能就属于深井了。9/30/20215《地下工程讲稿》至今第四时代立井井筒的形状与结构立井井筒的断面形状一般以圆形和矩形为多。矿山立井基

7、本上都是圆形，其它行业可根据需要设计为圆形或矩形。一般情况下，立井井筒自上而下可分为井颈、井身和井底三部分。根据需要，在井筒的适当部位还设置有壁座。井颈是指靠近地表、井壁需要加厚（由于需承受井架提升及周围建筑物的荷载）的一段井筒，其深度在矿山一般为15～20m，其它行业多2～5m。井颈以下到罐笼出车水平或箕斗装载水平为井身，井身是井筒的主要组成部分。井身以下部分为井底，其深度取决于提升过卷高度、井底装备要求和井底水窝的深度。主井的井底深度一般为35～75m不等，副井的井底深度一般为10m左右，风井井底深

8、度一般为4～5m。9/30/20216《地下工程讲稿》3.1.2立井施工的基本工艺井筒正式掘进之前，需先在井口安装凿井井架，在井架上安装天轮平台和卸矸平台。同时进行井筒锁口施工，安设封口盘、固定盘和吊盘。另外，在井口四周安装凿井提升机、凿井绞车，建造压风机房、通风机房和混凝土搅拌站等辅助生产车间。待一切准备工作完成后，即可进行井筒的正式掘进工作。立井是垂直向下掘进的，为施工服务的大量设备、管线等都要悬挂在井筒内，且随工作面的推进而下放或接长