礦區(qū)大口井工程設(shè)計(jì)研究論文
摘要:結(jié)合工程實(shí)例，介紹了大口井工程的結(jié)構(gòu)要求，論述了大口井工程的施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:礦區(qū);生態(tài)環(huán)境治理;大口井;沉井
我國地大物博，礦產(chǎn)資源豐富，各種礦區(qū)眾多，但由于缺乏整體規(guī)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?zé)o法利用，也使得周圍土地資源的合理開發(fā)受到了限制。因此，進(jìn)行礦山地質(zhì)環(huán)境綜合治理勢在必行。在進(jìn)行礦區(qū)生態(tài)環(huán)境治理時(shí)，應(yīng)根據(jù)治理區(qū)的實(shí)際情況，因地制宜，合理規(guī)劃，分步實(shí)施。設(shè)計(jì)目的主要是場地平整后恢復(fù)土地使用功能，并進(jìn)行相應(yīng)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(shè)置泄洪明渠、覆土、平整、植樹、種草及設(shè)置標(biāo)志牌等。本文結(jié)合某大口井工程案例進(jìn)行探討。
1結(jié)構(gòu)要求
本案例中設(shè)計(jì)的大口井為圓形水井(見圖1)，外徑6m、內(nèi)徑4m，深度為水位以下5m，井壁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，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(qiáng)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(yù)備→基坑開挖→墊層制造→沉井刃腳施工→立井壁內(nèi)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(yǎng)護(hù)及拆模下沉→施工縫處置→進(jìn)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(yáng)機(jī)調(diào)運(yùn)的方式開挖基槽，邊挖邊沉井，隨時(shí)校正。利用離心水泵采用排水法人工施工，井內(nèi)的水位隨井筒下沉而下降，基坑底面的浮泥應(yīng)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(shè)計(jì)大口井為圓形，內(nèi)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(shè)計(jì)大口井井底回填濾料厚度為1．0m。
2．3推運(yùn)整平
大口井基槽開挖產(chǎn)生的廢石土，待沉井完成后利用推土機(jī)將其推運(yùn)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(nèi)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(yǎng)護(hù)，最終形成井壁厚度為1．0m，邊挖邊沉井，井筒下沉?xí)r應(yīng)保持平穩(wěn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)位移或傾斜時(shí)及時(shí)糾正，并在下沉過程中填寫記錄。沉井分兩次澆筑，第一節(jié)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(jié)豎向內(nèi)壁應(yīng)與前一節(jié)的內(nèi)壁筆直;分節(jié)制造的沉井在第一節(jié)混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%后，方可澆筑其上一節(jié)混凝土;在沉井接高澆筑混凝土過程中，要加強(qiáng)對沉井的沉降觀測，并做好較詳細(xì)的記錄。在沉井下沉過程中，采用挖土下沉的方法，沉井內(nèi)設(shè)一臺水泵進(jìn)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(shí)度，采用逐層振搗法進(jìn)行振實(shí)，層數(shù)為兩層，每層厚度為0．25m，寬1．6m。每層攤鋪振實(shí)時(shí)，逐層灑水并控制砂的最佳含水量，并及時(shí)掃除集水井中的積水。支撐穩(wěn)固后，即可澆搗墊層混凝土，墊層采用C20素混凝土，外表應(yīng)平整壓光，標(biāo)高誤差＜8mm。振搗應(yīng)密實(shí)，以確保質(zhì)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(yīng)澆筑在堅(jiān)實(shí)的'土層上，刃腳混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，方可在刃腳上澆砌井筒，待刃腳混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%、井壁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%時(shí)，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(qiáng)度等級相同的水泥砂漿，使接縫緊密結(jié)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(lián)桿組裝而成。井壁制作分為兩段，第一節(jié)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(shè)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(yǎng)護(hù)。結(jié)構(gòu)混凝土澆筑完畢，在混凝土表面及時(shí)包裹塑料布及土工布，并進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。高溫養(yǎng)護(hù)時(shí)要注意養(yǎng)護(hù)的水溫，避免由于溫差過大而引起混凝土開裂。養(yǎng)護(hù)方案可根據(jù)實(shí)際情況適時(shí)調(diào)整。在混凝土帶模養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)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(qiáng)度超過設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%時(shí)可進(jìn)行拆模。沉井混凝土拆模后，應(yīng)對混凝土采用蓄水、澆水或覆蓋灑水等措施進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)，保證混凝土表面濕潤。在冬季和炎熱季節(jié)拆模后，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋鼗蚋魺岽胧乐够炷廉a(chǎn)生過大的溫差應(yīng)力而使其表面產(chǎn)生裂縫。
3結(jié)語
通過本技術(shù)的應(yīng)用及項(xiàng)目的實(shí)施，有利于改善生態(tài)環(huán)境和局部小氣候，減少風(fēng)力，提高土壤貯水保土能力，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，遏制土地沙化、水土流失，改善生態(tài)環(huán)境和人居環(huán)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(wěn)定因素，需要嚴(yán)格的施工管理及后期維護(hù)。
作者:劉雙英 單位:山西建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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