礦區大口井工程設計研究

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摘要:結合工程實例，介紹了大口井工程的結構要求，論述了大口井工程的施工工藝及技術要點。

關鍵詞:礦區;生態環境治理;大口井;沉井

我國地大物博，礦產資源豐富，各種礦區眾多，但由于缺乏整體規劃，亂挖亂棄的廢棄土隨處可見，致使大量的土地資源被占用和破壞，不僅使所占土地無法利用，也使得周圍土地資源的合理開發受到了限制。因此，進行礦山地質環境綜合治理勢在必行。在進行礦區生態環境治理時，應根據治理區的實際情況，因地制宜，合理規劃，分步實施。設計目的主要是場地平整后恢復土地使用功能，并進行相應的輔助措施。主要治理工程包括:大口井工程、固體廢棄物整平工程、設置泄洪明渠、覆土、平整、植樹、種草及設置標志牌等。本文結合某大口井工程案例進行探討。

1結構要求

本案例中設計的大口井為圓形水井(見圖1)，外徑6m、內徑4m，深度為水位以下5m，井壁為鋼筋混凝土結構，厚度為1．0m;井底封底采用砂石料填塞形成反濾層，先填塞砂卵石，填塞厚度為0．5m，然后填塞碎石，填塞厚度為0．5m，為了保證井壁的透水性，混凝土使用無砂混凝土。從安全的角度考慮，大口井井壁上頂高出平整后地表0．5m。要求混凝土強度等級為C20無砂混凝土，采用沉井法施工，人工挖土排水下沉，井壁分段澆筑。

2施工工藝

2．1施工工藝流程

大口井工程的施工工藝流程為:施工預備→基坑開挖→墊層制造→沉井刃腳施工→立井壁內膜和支架→鋼筋綁扎→立外模和支架→澆搗混凝土→混圖1大口井示意圖凝土養護及拆模下沉→施工縫處置→進行其他井壁施工→下沉到位、觀測→沉井封底。

2．2基坑開挖

采用人工挖、裝，卷揚機調運的方式開挖基槽，邊挖邊沉井，隨時校正。利用離心水泵采用排水法人工施工，井內的水位隨井筒下沉而下降，基坑底面的浮泥應鏟除干凈并保持平整和干燥，避免因積水而影響刃腳墊層的施工，水位控制在開挖面以下0．5～1．0m。人工挖土每次開挖深度為0．3m。基坑坑壁與井筒外壁的間距為0．75m，設計大口井為圓形，內徑為4m，井壁厚度為1．0m，基坑開挖直徑為7．5m，每1m深度開挖工程量為44．17m3。設計大口井井底回填濾料厚度為1．0m。

2．3推運整平

大口井基槽開挖產生的廢石土，待沉井完成后利用推土機將其推運回填至井壁與基槽的空隙，剩余的平整于井口周邊，使其與周圍地形地貌相吻合。

2．4封底

采用砂石料填塞，包括漏斗和套管的安裝、拆除、封底填塞。將砂卵石填塞于底部，厚度為0．5m，然后填塞碎石，厚度為0．5m。

2．5沉井

沉井的工作內容主要包括刃腳制作、安裝，模板制作、安裝、拆除，鋼筋綁扎，C20無砂混凝土拌制、澆筑、養護，最終形成井壁厚度為1．0m，邊挖邊沉井，井筒下沉時應保持平穩，當發現位移或傾斜時及時糾正，并在下沉過程中填寫記錄。沉井分兩次澆筑，第一節從沉井至刃腳上皮，沉井高度為5m，第二段沉井高度為4/5m，沉井接高的各節豎向內壁應與前一節的內壁筆直;分節制造的沉井在第一節混凝土達到設計強度的70%后，方可澆筑其上一節混凝土;在沉井接高澆筑混凝土過程中，要加強對沉井的沉降觀測，并做好較詳細的記錄。在沉井下沉過程中，采用挖土下沉的方法，沉井內設一臺水泵進行不間斷地排水，使水位控制在開挖面以下0．5～1．0m。(1)刃腳墊層施工。砂墊層選用顆粒級配較好的粗砂或中砂，粒徑為1～3cm。為了提高砂墊層的密實度，采用逐層振搗法進行振實，層數為兩層，每層厚度為0．25m，寬1．6m。每層攤鋪振實時，逐層灑水并控制砂的最佳含水量，并及時掃除集水井中的積水。支撐穩固后，即可澆搗墊層混凝土，墊層采用C20素混凝土，外表應平整壓光，標高誤差＜8mm。振搗應密實，以確保質量。(2)刃腳制作。刃腳上端寬度為1．4m，下端寬度為0．8m，高度為1．0m，刃腳斜面與水平面夾角為60°，刃腳模板采用鋼模板。刃腳應澆筑在堅實的土層上，刃腳混凝土強度達到設計強度的70%時，方可在刃腳上澆砌井筒，待刃腳混凝土達到設計強度的100%、井壁混凝土達到設計強度的70%時，方可開始下沉。在澆筑上部混凝土前，將施工縫用清水沖刷干凈，并先均勻地鋪一層厚2cm左右、與混凝土強度等級相同的水泥砂漿，使接縫緊密結合。(3)井壁施工。井壁厚度為1m，井壁模板采用竹膠板、組合鋼模板、卡扣件及聯桿組裝而成。井壁制作分為兩段，第一節從沉井至刃腳上皮，沉井高度為5m，第二段沉井高度為4/5m，各接縫中心處均設一道鋼板止水帶(寬300mm、厚3mm)，鋼板接頭滿焊，防止各段交接處的水平施工縫滲水。(4)混凝土養護。結構混凝土澆筑完畢，在混凝土表面及時包裹塑料布及土工布，并進行灑水養護。高溫養護時要注意養護的水溫，避免由于溫差過大而引起混凝土開裂。養護方案可根據實際情況適時調整。在混凝土帶模養護期間，應采取帶模包裹、噴淋灑水、保持潮濕，保證模板接縫處不至于失水干燥。為了保證順利拆模，可在混凝土澆筑48h后略微松開模板螺栓，混凝土強度超過設計強度的75%時可進行拆模。沉井混凝土拆模后，應對混凝土采用蓄水、澆水或覆蓋灑水等措施進行潮濕養護，保證混凝土表面濕潤。在冬季和炎熱季節拆模后，應采取適當的保溫或隔熱措施，防止混凝土產生過大的溫差應力而使其表面產生裂縫。

3結語

通過本技術的應用及項目的實施，有利于改善生態環境和局部小氣候，減少風力，提高土壤貯水保土能力，增加土壤有機質含量，改善土壤團粒結構，遏制土地沙化、水土流失，改善生態環境和人居環境。但大口井工程的投資較大，施工周期長，其間存在很多不穩定因素，需要嚴格的施工管理及后期維護。

作者:劉雙英 單位:山西建筑職業技術學院

參考文獻:

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