立井

立井

立井是指井筒垂直於地面的礦井,服務於地下開採,在地層中開鑿的直通地面的豎直通道。

簡述


立井是地下工程中的常見工程,地下礦山、山嶺隧道、水利水電、城市地下工程以及軍事國防工程等都離不開立井的使用和施工。立井在地下礦山中使用最多,但隨著我國交通、水利事業的快速發展,長距離的公路、鐵路、引水隧道出於施工和運營的需要,開鑿的豎井也將口益增多。
立井井筒的特點是深度大。斷面面積大,水文地質條件複雜;相對於平巷(或隧道)而言,施工難度大,施工技術複雜,施工工期長。因此,為加快鑿井速度,縮短鑿井工期,必須採用先進的施工技術,提高施工機械化水平。
根據施工的方向。立井可從上向下施工或從下向上施工,從下向上施工時稱為反井施工;根據所採用的施工設備,可採用鑽眼爆破法開挖或鑽井機開挖。
在具有第四紀沖積地層的地域開鑿立井時,立井井筒一般要穿過表土與基岩兩個部分。表上穩定時可採用普通的人工挖掘法施工,表土鬆軟、穩定性較差時須採用特殊鑿井方法(鑽井法、沉井法等)或特殊工法(注漿法、凍結法、帷幕法等)。

類型


立井類型一般按用途劃分,不同行業有不同的用途,故其劃分也不一致。
在礦山,一般分為主井、副井和風井三種。主井專門用於提升礦物,如煤炭、礦石等;副井用於提升人員、材料、設備和矸石等,同時也兼作進風井。風井是專作礦井通風用的井筒,風井除作迴風外,又是礦井的安全出口。
在交通隧道和城市地下工程中,常見的立井有:為運營需要的通風井、為加快施工速度而開鑿的措施井(屬於輔助坑道)、為安裝隧道施工設備的工作井、水利水電工程的管道井等。另外,還有國防工程中的發射井、水利工程中的取水井等。
立井按深度劃分時,有淺井、中深井、深井和超深井等。對於深度劃分的名稱和界限,沒有具體的統一規定。對於礦山而言,一般不足300m時為淺井,300~800m為中深井,800~1300m為深井,1300m以上則可視為超深井。對於城市地下工程來說,埋深大多不超過50m。立井深度的不同,對施工方案、施工方法、施工設備的選擇具有較大影響。

結構


立井井筒的斷面形狀一般以圓形和矩形為多。礦山立井基本上都是圓形,其他行業可根據需要沒計為圓形或矩形。
一般情況下,立井井筒自上而下可分為井頸、井身和井底三部分。井頸是指靠近地表、井壁需要加厚(由於需承受井架提升及周圍建築物的荷載)的一段井筒。其深度在礦山一般為15~20m,其他行業多2~5m。井頸以下到主要運輸水平(礦山為生產水平,隧道為行車水平)為井身,井身是井筒的主要組成部分。井身以下部分為井底,其深度取決於提升、排水的要求,根據需要,深度可為數米或數十米。
井壁的結構一般為磚石、大型混凝土砌塊、現澆素混凝土、鋼筋混凝土等,其厚度需根據地壓大小計算確定。井壁可分為單層井壁、雙層井壁和複合井壁。複合井壁常為鋼板混凝土井壁、壁間夾塑料板等形式。基岩段一般為單層素混凝土結構。

施工工藝


井筒正式掘進之前,需先在井口安裝鑿井井架,在井架上安裝天輪平台和卸渣平台。同時進行井筒鎖口施工,安設封口盤、固定盤和吊盤。另外,在井口四周安裝鑿井提升機、鑿井絞車,建造空壓機房、通風機房和混凝土攪拌站等輔助生產車間與設施。待一切準備工作完成後,即可進行井筒的正式掘進工作。
立井是垂直向下掘進的,為施工服務的大量設備、管線等都要懸掛在井筒內,且隨工作面的推進而下放或接長。為了滿足提升、卸矸、砌壁、懸吊及安全的需要,必須設置一系列的結構物:井架、天輪平台、卸矸台、封口盤、固定盤和吊盤,簡稱“一架、兩台、三盤”。
立井普通法施工的一般順序是:自上而下掘進,當井筒掘夠一定深度(一個段高)后,再由下向上砌壁,掘進和砌壁交替進行。每一段高內的工藝順序為先打眼放炮、再裝岩出矸,最後進行砌壁。
根據掘砌作業方式的不同,拆模、立模、澆灌混凝土等砌壁工作可在掘進工作面或吊盤上進行。混凝土在地面井口攪拌站配製,經混凝土輸送管或底卸式吊桶送至砌壁作業地點。