分析

简答题: 【背景资料】
某主井井筒净直径6m，井深650m，表土段拟采用冻结法施工，基岩段采用普通法施工。井筒检查孔资料表明，该井筒从上向下需穿过冲积层400m、风化基岩15m、泥岩35m(隔水层)、砂岩含水层10m(预计涌水量15m3／h)、泥岩45m(隔水层)、极弱含水砂质泥岩和泥岩互层145m。建设单位根据咨询单位提供的430m、475m两个冻结深度方案，按照技术可行和经济合理的原则选择了430m冻结深度方案。该井筒施工由两家矿建施工单位共同承担，其中一家单位负责井筒冻结工作，另一家单位负责井筒掘砌工作。
在施工过程中，发生了如下事件：
事件1：冻结水文观测孔连续冒水7d时，建设单位下达了该主井井筒开挖的指令，掘砌单位根据指令开始掘砌作业。当完成6m掘砌再向下掘1m时，井筒工作面一侧发生了严重的片帮涌砂出水事故，掘砌单位立即采取向井筒内灌水的应急措施，灌水达到一定高度后，很快控制了事故的发展。15d后，冻结单位书面通知建设单位、监理单位和掘砌单位，说明主井井筒已具备正常开挖条件。掘砌单位排除了井筒积水，重新开挖。至此，工期已拖延20d。事后掘砌单位向建设单位提出了工期和费用索赔。
事件2：该井筒内壁采用组合钢模板倒模法浇筑，在某一段高浇筑后发现有一处模板有向井筒内涨出(涨模)现象。
事件3：主井井筒竣工验收时，总漏水量8m³／h，其中在井深620m处有两个集中漏水点，漏水量分别为0．7m³／h、0．8m³／h。验收时还发现有一处井筒净半径小60mm。其余各项检查项目全部合格。
【问题】
1．说明建设单位采用的冻结深度方案在技术、经济方面的合理性和不足之处。
2．井筒发生片帮涌砂的主要原因是什么?如何避免此类事故的发生?
3．掘砌单位采取向井筒内灌水的措施为何能控制片帮涌砂?掘砌单位提出的索赔是否合理?说明理由。
4．该井筒验收时的漏水量是否符合规范要求?说明理由。
5．组合钢模板浇筑混凝土井壁发生涨模的原因可能有哪些?井壁一处净半径小60mm应如何验收、处理?

正确答案

1．合理性：设计冻结深度已进入稳定不透水基岩15m，符合规范要求，下部的10m砂岩含水层水量不大，可采用工作面预注浆堵水，施工费用低。
不足之处：不能可靠地处理好10m砂岩含水层。
2．主要原因是冻结壁强度不满足开挖要求。
要避免此类事故的发生，应由冻结单位结合水文孔冒水时间和测温孔温度综合分析，确保冻结壁已交圈，强度和厚度满足开挖要求；并由冻结单位下达允许开挖的通知。
3．因为向井筒内灌水可实现井筒内外水压力平衡，从而可控制井筒不再片帮。
掘砌单位向建设单位提出工期和费用索赔合理。
原因是建设单位下达了开工指令(或者非施工单位责任)。
4．不符合规范要求。
理由：总漏水量虽然符合规范600m以上井筒漏水量不大于10m³／h的要求，但两个集中漏水点都超过规范“不大于0．5m³／h”的要求。
5．涨模原因可能有：振捣操作不当；模板刚度不够；组合模板连接不牢固。
可按非正常验收的程序验收。
经原设计单位复核，如满足设备运行安全间隙的要求，可不处理；如影响设备运行的安全间隙，应在保证设备安全运行和满足井壁强度的条件下，对该段井壁进行处理。

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