北风卷着沙粒掠过科尔沁草原的边缘,地处蒙东腹地的老公营子煤矿,冬季最低气温能跌破零下30℃,而地下百余米处,一场与软土、流砂的“冻结之战”正悄然打响。由一号娱乐集团旗下楚湘建工承建的国家能源集团平庄煤业(集团)老公营子煤矿2#副立井工程,以冻结法施工,上演了一幕特大直径立井工程的代表“冻”作。
毫厘筑深基——匠心破局的“开路先锋”
在蒙东的地下,松散的土层混着地下水,就像一碗 “流动的稀泥”,要在这样的地层里挖10米宽的深井,若无防护,随时可能引发坍塌。而冻结法,就是给井筒周围的含水层 “降温结冰”,筑起一道密不透水的“冰墙壁”,既能挡住地下水,又能顶住地压,为井下施工撑起安全的作业空间。
▲冻结站
作为平庄煤业重点工程,老公营子煤矿2#副立井项目井筒净直径达10米,冻结深度153米,施工难度位居国内同类工程前列。楚湘建工作为总承包方,毅然挑起了项目建设的大梁。针对项目的特殊性,楚湘建工迅速组建专项技术团队,凭借多年积累的立井施工经验,量身定制了“冻结数据灵活调控+双向出入口交替施工”的技术方案,把每一道施工工序都拆解得明明白白,白天顶着风沙勘察地质,晚上围着图纸推演冻结方案,精准校核冻结孔位置、制冷参数,把“冰墙壁”的厚度、温度拿捏得丝毫不差。最终,冻结准备工作提前28天圆满完成,这道凝结着匠心的“冰墙”,为后续施工筑牢了根基。
深井突围战——硬核冻结的“破局密码”
冻结法虽好,但在蒙东这10米大直径、153米深的工程里,难度呈几何级飙升:挖渣要应对流动的砂土,搭支架要扛住井下的围岩压力,浇筑混凝土还要克服低温影响。楚湘建工的专业团队,凭着一股不服输的劲,逐个破解这些“拦路虎”。
▲钢模下井
给冻结孔筑牢“防护墙”,解决塌孔难题。施工初期,冻结孔挖到80米深时,因为浅层土壤松散、含水量大,连续3次出现孔壁坍塌,直接影响153米深“冰圆筒”的形成。项目团队创新采用“地面环形注浆”技术,在冻结孔外围精准打了48个注浆孔,注入水泥和水玻璃混合的特殊浆液,形成1.2米厚的坚固“防护墙”,不仅减慢了水流速度,还让松散土壤的强度从0.8兆帕提升到3.5兆帕(强度提升3倍多),最终冻结孔施工合格率从62%飙升至100%。
创新组合工艺穿越“破碎岩带”,破解岩层突变难题。当井筒挖到168米深时,突然撞上了25米厚的破碎岩带。这里的石头碎得像豆腐渣,常规钻孔设备刚打好孔,10分钟内就塌得严严实实,掘进工作彻底陷入停滞。“不能硬拼,得换个思路!”项目技术团队们连夜开会,果断放弃传统方案,创新采用“挖掘机开挖+液压破碎锤破岩+双吊桶轮流运渣”的组合工艺。通过调整设备适配性,优化作业流程,原本要50小时才能完成的单次循环掘进,硬生生缩短到30小时,成功穿越了这道“破碎屏障”。
优化井下施工工艺,守住顶部安全关。井下的安全关更是丝毫不能马虎。大断面的井筒顶部,就像悬着的“大锅”,一旦支撑不稳,后果不堪设想。为此,技术团队专门定制了适配大断面的可调节拱形支架,先在地面拼装好再运到井下,减少井下作业时间;搭配全方位支撑脚手架和斜撑加固体系,确保模板支撑牢固;钢筋绑扎采用“分区同步作业+高空平台辅助”模式,既提高了效率,又保证了安装精度。
目前,井下出入口底板和边墙混凝土已提前完成浇筑,经检测,混凝土密实度、冻结强度均达到设计标准,冻结施工成效显著,实现一次性验收通过。
从2024年8月第一声钻机轰鸣,到2025年12月井筒顺利挖到底,楚湘建工在这场“特大直径冻结井+双向特大型马头门”的复杂施工中,历经地质突变、涌水突袭等多重考验,用硬核技术交出了一份冻结施工的高分答卷。
未来,楚湘建工将继续聚焦特殊施工方法的技术攻关,以科技创新为核心,不断拓展冻结法施工的应用范围,为矿山建设贡献更多“楚湘智慧”,让更多“楚湘方案”在大地深处绽放光彩。