液压分裂机在破除井壁混凝土中的应用

摘 要：板集煤矿主井井筒修复期间，需对井筒进行套壁加固，当套壁施工至壁座下口时，根据设计要求需对原井壁进行破除作业。由于壁座段原井壁为C40钢筋混凝土，井壁强度高、吊盘作业空间小、作业操作不方便等诸多因素的影响，给主井井筒壁座段破除作业增加了难度，很大程度上制约了壁座破除进度。为了保证主井修复工程施工进度，经过调查研究，决定使用液压分裂机配合风镐、风锤进行破除混凝土工作。

关键词：液压分裂机 壁座 破除 进度

中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）05（a）-0043-01

板集煤矿主、副、风三井井筒均为钻井法成井，井壁为地面预制钢筋混凝土井壁和复合钢板井壁。2009年4月副井井筒涌水淹井，造成大量泥沙涌入巷道及三井井筒内，在对井筒进行套壁修复时，为加强井筒的承载力，根据设计要求，在-641.5 m～ -647.5 m井筒段重新开挖壁座。根据施工需要，在套壁施工至壁座段下口时，对原井壁进行破除作业，由于壁座段原井壁为C40钢筋混凝土且受吊盘作业空间小、作业操作不方便等诸多因素的影响，给主井井筒壁座段破除作业增加了难度，很大程度上制约了壁座破除进度。在施工前根据工程施工特点，项目部研究决定使用液压分裂机配合风镐、风锤进行破除作业，实践证明，通过液压分裂机的使用，极大的提高了工程进度，同时大大降低了作业人员的数量和劳动强度，取得了较好的效果。

1 液压分裂机技术参数

液压分裂机由分裂机、液压动力站及液压油管组成，其主要技术参数见表1。

2 施工方法

2.1 技术要求

壁座破除期间以二层盘为临时工作平台，在破除作业前为加强对破除段以下井筒设备的保护，提前对二层吊盘进行改造，通过加设吊盘外加圈的方式，对二层吊盘与井壁之间的空隙进行填补，限制破碎后的混凝土掉入井筒内，对井下设备起到了很好的保护作用。破除壁座前，先将吊盘提升至壁座上口位置，随吊盘下放逐层破除井壁，如井壁破碎需进行临时支护，空帮距不大于1.5 m，临时支护形式采用锚杆+锚网进行支护。锚杆采用Φ25×2500 mm高强金属螺纹锚杆，每根锚杆使用3卷Z2350树脂锚固剂，锚杆为矩形布置，间排拒800×800 mm，锚杆扭矩力120N·M，抗拔力不小于10T。锚杆托板规格为150×150×12 mm。锚网为Φ6 mm圆钢加工而成，网格100×100 mm，锚网规格2000×1000 mm，锚网搭接150 mm，锚网搭接采用18#铁丝双股绑扎。利用YT-28型风锤对原井壁进行打眼，打眼间排拒根据现场情况确定，孔径Φ42 mm，打眼深度不超过400 mm，井壁破除深度450 mm。

2.2 施工方式

通过参考与主井处于同一工广内的风井井筒破除壁座施工经验，且主井为冻结法施工，为保护冻结管确保冻结效果，不易使用爆破作业方式进行壁座破除，主井最终确定采用人工使用风镐、风锤+液压分裂机相结合的方式进行施工作业。井壁破除主要分为两个阶段。

（1）在井壁破除初期，由于暂未形成自由面，液压分裂机无法使用，采用风锤进行密集打眼，然后使用风镐进行刷扩的方法，破除的混凝土装入吊桶提升至地面。首先利用风锤进行打眼，打眼间距为100～200 mm，孔径Φ42 mm，打眼深度400 mm。然后利用风镐在风锤已打好的孔口处进行破除，每次破除井壁高度500 mm，深度450 mm。由于人工破除壁座施工人员体力消耗过大，为加快进度，同时降低工人劳动强度，工作面共配置4把风镐+3把风锤同时作业，每把风镐配1名作业人员，每把风锤配2名作业人员，共计10人进行轮流作业。破除进度为：平均每小班（即8小时）破除高200 mm，深450 mm，破除混凝土量约1.9 m3。

（2）在创造出液压分裂机可以利用的自由面以后，井下配置2把YT-28型风锤，首先垂直于原井壁进行打眼，每把风锤配备2名作业人员。由于混凝土强度较高，打眼间距为150～200 mm，孔径Φ42 mm，打眼深度400 mm。然后人工使用液压分裂机把分裂枪插入已打好的眼中，然后开动液压分裂机动力开关，进行逐孔破除。一台液压动力站配备两部分裂机进行同时作业，每把分裂机配备1名作业人员，液压动力站配备1名作业人员，液压分裂机共计配备3名作业人员，操作风锤共计4名作业人员，工作面作业人员共计7人。当壁座破除高度大于1.5 m时，作业可直接站立在已破除的混凝土表面上进行竖直打眼，同时使用分裂机进行竖向破除工作，极大地提高了液压分裂机的使用效率，提高了破除进度。每部液压分裂机破除完毕后，配一名作业人员使用风镐进行找平及修整，已满足设计壁厚要求。使用液压分裂机共计作业人员9人，风锤两把，风镐一把，液压分裂机一台。破除进度为：平均每小班（即8小时）破除高400 mm，深450 mm，破除混凝土量约3.8 m3。

3 施工效率比较

在地质条件相同、破除壁座工作量相同的情况下，风井采用风镐+风锤的作业方式进行壁座破除工作，工作面布置4把风镐+3把风锤，10名作业人员，破除进度为：平均每小班（即8小时）破除高200，深450 mm，破除混凝土量约1.9 m3。主井采用液压分裂+风镐+风锤的作业方式进行壁座破除工作，工作面布置1台液压分裂机+1把风镐+2把风锤，7名作业人员，破除进度为：平均每小班（即8小时）破除高400 mm，深450 mm，破除混凝土量约3.8 m3。主井平均破除速度为风井的2倍，极大提高了破除速度。

4 结语

综合以上两种破除情况综合对比可知，使用液压分裂机人员配置是不使用液压分裂机的70%，破除进度是后者的2倍。工期缩短9天（工期总计26天）。综上所述通过液压分裂机的应用降低了工人的劳动强度，缩短了施工工期，节省了投资，稳步推进了主井套壁工程的顺利进展。为今后井筒类似破除工作积累了宝贵的经验，具有一定的借鉴意义。

参考文献

[1] 韩爱兵，吴超美，尤洪祖，等.深水钻孔灌注桩桩头整体割除施工技术[J].中国水运，2011（2）.

[2] 刘建林.凸型桩头混凝土桩研究[J].中国电力教育，2006（S1）.