[科普中国]-竖井施工

竖井施工是指开采地下矿床时进行的竖直井筒的掘进、砌壁(永久支护)和设备安装等作业的总称。根据井筒穿过岩层的地质和水文地质的不同，竖井施工分为表土段和基岩段的普通法施工和特殊法施工两大类。井筒穿过的表土和基岩层稳固、含水量小时，可采用普通法施工。井筒穿过的表土层不稳固、含水量较大，或穿过的基岩层虽稳固但含水量很大，需要采取特殊的施工措施时，宜采用特殊施工法。

简介竖井施工是指开采地下矿床时进行的竖直井筒的掘进、砌壁(永久支护)和设备安装等作业的总称。根据井筒穿过岩层的地质和水文地质的不同，竖井施工分为表土段和基岩段的普通法施工和特殊法施工两大类。

井筒穿过的表土和基岩层稳固、含水量小时，可采用普通法施工。井筒穿过的表土层不稳固、含水量较大，或穿过的基岩层虽稳固但含水量很大，需要采取特殊的施工措施时，宜采用特殊施工法。特殊法有竖井冻结法掘进、竖井注装法掘进、竖井泥凝土帷幕法掘进、竖井沉井法掘进、竖井钻井法掘进和竖井板柱法掘进。在施工中有时普通法和特殊法或两种不同的特殊法配合使用。

竖井基岩普通法施工是将整个井筒划分成若干个井段，在不同井段内分别进行掘进、砌壁，有的还进行设备安装作业。根据各种作业在时间和空间上的不同组合，竖井基岩段施工方案分为掘进、砌壁单行作业，掘进、砌壁平行作业，短掘、短砌混合作业和掘进、砌壁、安装一次成井作业等四种1。

掘进、砌壁单行作业在同一井段内，按先后顺序进行捉进和砌壁，待井筒掘砌到底。再进行井筒设备的安装，该施工方案的施工技术和组织管理简单，所需施工设备少。井筒内设备布置容易，施工安全。适用于任意直径和深度的井筒，在中等以上隐固和涌水量小的基岩中施工。

掘进、砌壁平行作业在相邻的两个井段内，同时分别进行掘进和砌壁作业。在上井段内，自下而上或自上而下砌壁。在下并段内。在稳绳盘保护下掘进，待井筒掘砌到底，再进行井筒设备的安装。该施工方案的技术和组织管理水平均要求高，所需施工设备多，井筒内设备布置复杂，施工安全性差，但施工速度比.单行作业提高25%-30%，在井筒直径和深度均较大时，实行平行作业可明显缩短建井工期。该施工方案一般适用于深度在400m以上，净直径大于5.5m的井筒，且要求井筒周围岩石稳固程度在中等以上和涌水量小于30m2/h2。

短掘、短砌混合作业在2.5-5m高井段内砌壁紧随掘进。掘砌作业相互交替或混合地进行。本方案适应性广，施工技术简单。施工速度较快，成本较低，作业安全。但掘砌作业交替频繁，井壁接茬多，封水性能差。

掘进、砌壁、安装一次成井根据掘进、砌壁、安装施工顺序的不同·有屯种作业方式：

(1)掘进、砌壁、安装按先后顺序进行一次成井。即在每个井段内，先掘进。后砌壁，再安装。如此循环，直至并底。

(2)掘进、砌壁和掘进、安装平行作业一次成并。由于掘进时间与砌安时间大致相等，而在相邻两个井段内，掘进先与砌壁作业平行，后与安装作业平行。砌壁自下而上，安装自上而下。

(3)掘进、砌壁、安装混合作业，一次成井。般在进行掘进、砌壁混合作业的同时，利用双层吊盘的上层盘进行井筒安装作业。这种作业方式能充分利用作业空间和时间，并可在上井段安装好的罐道上卡挂掘进用的管道。以减少地面提吊设备，但造成井内设备布置复杂，要求施工技术和组织管理的水平均高3。

发展趋势20世纪50年代初期，中国施工的井筒，深度浅，井径小，服务年限短，井筒横断面多为矩形，采用木井框支护。60年代以后，随采矿工业的发展。井深及井径增加，地压加大。井壁采用石材、混凝土预制块.整体现浇混凝土，喷锚及复合井壁。凿岩由手持式钻机到多机钻架。抓岩机发展到靠壁式、中心回转式、环形轨道式、长绳悬吊式。单桶容积由1m3发展到4m3，推广采用了管缆吊挂、深孔光面爆破、导爆管起爆，地面或下作面预注浆等技术，以实现打干井。竖井施工速度有很大提高，竖井普通施工法月成井已达210m，在特殊施工法中，冻结法施上冻结深度达435m，地面预注浆深度近500m，钻井法钻井深度达508m，直径达9m。

20世纪80-90年代，世界许多国家己实现竖井普通法施工设备综合机械化。采用的标准成套掘井设备有：多机钻架，0.6~1.2m3斗容的抓岩机，3-8m3容积吊桶，多层吊盘，整体移动式金属模板等。在施工技术上。多用3-5m深孔爆破。前苏联最高月进度已达401m，英国冻结法冻结深度930m，美国用钻井法在32天内钻完成直径7m，深375m的竖井，最高日进度达37m。

推广混合作业方式。施工机械化综合配套。地面建筑物及结构的装配化，通过地面预注浆或工作面注浆实现打井，简化井筒施工设备及布置，以及竖井掘进机掘进等技术，是竖井施工的发展趋势2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学