矿区大口井工程设计研究论文

　　摘要：结合工程实例，介绍了大口井工程的结构要求，论述了大口井工程的施工工艺及技术要点。
　　关键词：矿区；生态环境治理；大口井；沉井
　　我国地大物博，矿产资源丰富，各种矿区众多，但由于缺乏整体规划，乱挖乱弃的废弃土随处可见，致使大量的土地资源被占用和破坏，不仅使所占土地无法利用，也使得周围土地资源的合理开发受到了限制。因此，进行矿山地质环境综合治理势在必行。在进行矿区生态环境治理时，应根据治理区的实际情况，因地制宜，合理规划，分步实施。设计目的主要是场地平整后恢复土地使用功能，并进行相应的辅助措施。主要治理工程包括：大口井工程、固体废弃物整平工程、设置泄洪明渠、覆土、平整、植树、种草及设置标志牌等。本文结合某大口井工程案例进行探讨。
　　1结构要求
　　本案例中设计的大口井为圆形水井（见图1），外径6m、内径4m，深度为水位以下5m，井壁为钢筋混凝土结构，厚度为10m；井底封底采用砂石料填塞形成反滤层，先填塞砂卵石，填塞厚度为05m，然后填塞碎石，填塞厚度为05m，为了保证井壁的透水性，混凝土使用无砂混凝土。从安全的角度考虑，大口井井壁上顶高出平整后地表05m。要求混凝土强度等级为C20无砂混凝土，采用沉井法施工，人工挖土排水下沉，井壁分段浇筑。
　　2施工工艺
　　21施工工艺流程
　　大口井工程的施工工艺流程为：施工预备基坑开挖垫层制造沉井刃脚施工立井壁内膜和支架钢筋绑扎立外模和支架浇捣混凝土混图1大口井示意图凝土养护及拆模下沉施工缝处置进行其他井壁施工下沉到位、观测沉井封底。
　　22基坑开挖
　　采用人工挖、装，卷扬机调运的方式开挖基槽，边挖边沉井，随时校正。利用离心水泵采用排水法人工施工，井内的水位随井筒下沉而下降，基坑底面的浮泥应铲除干净并保持平整和干燥，避免因积水而影响刃脚垫层的施工，水位控制在开挖面以下0510m。人工挖土每次开挖深度为03m。基坑坑壁与井筒外壁的间距为075m，设计大口井为圆形，内径为4m，井壁厚度为10m，基坑开挖直径为75m，每1m深度开挖工程量为4417m3。设计大口井井底回填滤料厚度为10m。
　　23推运整平
　　大口井基槽开挖产生的废石土，待沉井完成后利用推土机将其推运回填至井壁与基槽的空隙，剩余的平整于井口周边，使其与周围地形地貌相吻合。
　　24封底
　　采用砂石料填塞，包括漏斗和套管的安装、拆除、封底填塞。将砂卵石填塞于底部，厚度为05m，然后填塞碎石，厚度为05m。
　　25沉井
　　沉井的工作内容主要包括刃脚制作、安装，模板制作、安装、拆除，钢筋绑扎，C20无砂混凝土拌制、浇筑、养护，最终形成井壁厚度为10m，边挖边沉井，井筒下沉时应保持平稳，当发现位移或倾斜时及时纠正，并在下沉过程中填写记录。沉井分两次浇筑，第一节从沉井至刃脚上皮，沉井高度为5m，第二段沉井高度为45m，沉井接高的各节竖向内壁应与前一节的内壁笔直；分节制造的沉井在第一节混凝土达到设计强度的70后，方可浇筑其上一节混凝土；在沉井接高浇筑混凝土过程中，要加强对沉井的沉降观测，并做好较详细的记录。在沉井下沉过程中，采用挖土下沉的方法，沉井内设一台水泵进行不间断地排水，使水位控制在开挖面以下0510m。
　　（1）刃脚垫层施工。砂垫层选用颗粒级配较好的粗砂或中砂，粒径为13cm。为了提高砂垫层的密实度，采用逐层振捣法进行振实，层数为两层，每层厚度为025m，宽16m。每层摊铺振实时，逐层洒水并控制砂的最佳含水量，并及时扫除集水井中的积水。支撑稳固后，即可浇捣垫层混凝土，垫层采用C20素混凝土，外表应平整压光，标高误差8mm。振捣应密实，以确保质量。
　　（2）刃脚制作。刃脚上端宽度为14m，下端宽度为08m，高度为10m，刃脚斜面与水平面夹角为60，刃脚模板采用钢模板。刃脚应浇筑在坚实的土层上，刃脚混凝土强度达到设计强度的70时，方可在刃脚上浇砌井筒，待刃脚混凝土达到设计强度的100、井壁混凝土达到设计强度的70时，方可开始下沉。在浇筑上部混凝土前，将施工缝用清水冲刷干净，并先均匀地铺一层厚2cm左右、与混凝土强度等级相同的水泥砂浆，使接缝紧密结合。
　　（3）井壁施工。井壁厚度为1m，井壁模板采用竹胶板、组合钢模板、卡扣件及联杆组装而成。井壁制作分为两段，第一节从沉井至刃脚上皮，沉井高度为5m，第二段沉井高度为45m，各接缝中心处均设一道钢板止水带（宽300mm、厚3mm），钢板接头满焊，防止各段交接处的水平施工缝渗水。
　　（4）混凝土养护。结构混凝土浇筑完毕，在混凝土表面及时包裹塑料布及土工布，并进行洒水养护。高温养护时要注意养护的水温，避免由于温差过大而引起混凝土开裂。养护方案可根据实际情况适时调整。在混凝土带模养护期间，应采取带模包裹、喷淋洒水、保持潮湿，保证模板接缝处不至于失水干燥。为了保证顺利拆模，可在混凝土浇筑48h后略微松开模板螺栓，混凝土强度超过设计强度的75时可进行拆模。沉井混凝土拆模后，应对混凝土采用蓄水、浇水或覆盖洒水等措施进行潮湿养护，保证混凝土表面湿润。在冬季和炎热季节拆模后，应采取适当的保温或隔热措施，防止混凝土产生过大的温差应力而使其表面产生裂缝。
　　3结语
　　通过本技术的应用及项目的实施，有利于改善生态环境和局部小气候，减少风力，提高土壤贮水保土能力，增加土壤有机质含量，改善土壤团粒结构，遏制土地沙化、水土流失，改善生态环境和人居环境。但大口井工程的投资较大，施工周期长，其间存在很多不稳定因素，需要严格的施工管理及后期维护。
　　作者：刘双英单位：山西建筑职业技术学院
　　参考文献：
　　1武中刚沉井施工技术在某工程中的应用J山西建筑，2005，31（3）：8687
　　2杨燕红淤泥土质沉井及纠偏施工技术J建筑，2015（13）：7172
　　3胡文青治理深圳河第四期工程截污管沉井施工技术J水利水电技术，2015，46（2）：7982，86