在地下工程施工領域，有一種技術(shù)如同神奇的“定海神針”，能夠在軟土、流砂和含水不穩(wěn)定的地層中，為施工開辟出安全、穩(wěn)定的作業(yè)空間，它就是凍結(jié)法施工技術(shù)。由楚湘建工集團（以下簡稱“公司”）承建的國家能源集團平莊煤業(yè)（集團）老公營子煤礦2#副立井工程，正是凍結(jié)法施工在特大直徑立井工程的代表“凍”作。
有備無患，
特大直徑地下凍結(jié)工程的“破局密碼”
井筒凍結(jié)技術(shù)，顧名思義就是在井筒開鑿前，采用人工制冷的方法將井筒周圍含水層凍結(jié)形成封閉的圓筒形凍結(jié)壁，以抵抗地壓并隔絕地下水與井筒的聯(lián)系，從而實現(xiàn)在凍結(jié)壁保護下進行掘砌作業(yè)的施工方法。
作為平莊煤業(yè)重點工程，公司承建的老公營子煤礦2#副立井項目井筒凈直徑達10米，凍結(jié)深度153米，相當于在地下凍結(jié)51層樓的深度，施工難度位居國內(nèi)同類工程前列。公司作為總承包方，毅然挑起了項目建設的大梁。
項目立項之初，公司就將其作為特殊方法施工的關(guān)鍵工程。憑借多年立井施工經(jīng)驗，迅速組建專項技術(shù)團隊，針對項目特性提前制定“凍結(jié)參數(shù)動態(tài)調(diào)控+雙馬頭門交替施工”的技術(shù)方案，將每道工序拆解細化，建立“技術(shù)交底—現(xiàn)場執(zhí)行—復核驗收”的全流程管控機制。從凍結(jié)站建設到井筒掘砌，再到馬頭門施工，始終以“質(zhì)量為本、精益求精、追求卓越”作為標準，將前期的凍結(jié)試挖時間、凍結(jié)壁厚度、凍結(jié)孔深度、井幫溫度、鹽水溫度進行有效控制，實現(xiàn)了提前28天完成凍結(jié)準備工作，保障了項目凍結(jié)施工的前期效果，為后續(xù)施工做足了準備。
問題導向，
特大直徑地下凍結(jié)工程的“開路先鋒”
凍結(jié)法施工相較于傳統(tǒng)的普通施工方法，有著諸多得天獨厚的優(yōu)勢。它適應性強，幾乎不受地層條件的限制，能夠最大程度減少對周邊自然環(huán)境的干擾，完美契合“綠色施工”的理念。但是相較于常規(guī)直徑立井凍結(jié)工程，老公營子煤礦10米凈直徑的井筒開挖斷面大，153米凍結(jié)深度需精準控制凍結(jié)參數(shù)以保障凍結(jié)圈的穩(wěn)定性，而東西雙向馬頭門長32米、開口開挖高度11.7米的超大體量，更使開挖出渣、拱模架設、混凝土澆筑等核心工序難度呈幾何級增長，這些難題成為項目實施的嚴峻考驗。
一路走來，公司憑借深厚技術(shù)積累和專業(yè)實力，以問題為導向，不斷挑戰(zhàn)自我，將“情懷 公心 責任 成就”的企業(yè)精神融入項目建設之中，取得了一次又一次技術(shù)突破。
采用地面帷幕注漿筑牢凍結(jié)孔“根基”，解決凍結(jié)孔塌孔問題。凍結(jié)法施工的關(guān)鍵在于凍結(jié)孔的精準成孔，而在項目建設初期，凍結(jié)孔施工至80米深度時，因淺層土體松散、含水性強，連續(xù)出現(xiàn)3次孔壁坍塌，直接影響153米深度凍結(jié)圈的形成。為此，項目團隊創(chuàng)新采用“地面環(huán)形帷幕注漿”技術(shù)，在凍結(jié)孔外圍精準布設48個注漿孔，注入水泥—水玻璃雙液漿形成1.2米厚的固結(jié)帷幕降低水流速度，將松散土體強度從0.8兆帕提升至3.5兆帕，土體強度提升了3倍之多，最終凍結(jié)孔施工合格率從62%成功躍升至100%，為后續(xù)153米深度凍結(jié)施工筑牢了根基。
實行創(chuàng)新組合工藝穿越破碎巖帶，解決巖層突變問題。當井筒施工至168米井深時，突發(fā)25米厚的破碎巖層帶，常規(guī)使用的FJD-9型傘鉆打孔后，孔壁在10分鐘內(nèi)即發(fā)生坍塌，掘進工作陷入停滯。項目團隊果斷摒棄傳統(tǒng)的施工方案，創(chuàng)新性采用“挖掘機開挖+液壓破碎錘破巖+雙吊桶交替運渣”的組合工藝，通過設備適配性調(diào)整，優(yōu)化作業(yè)流程，將單循環(huán)掘進時間從50小時壓縮至30小時。
精耕細作，
特大直徑地下凍結(jié)工程的“制勝法寶”
特大直徑凍結(jié)法施工，并不僅僅是直徑大、施工難度大這么簡單，與此地下相銜接的配套施工工程難度同樣不容小覷。一方面，頂板管理難度極大。大斷面導致頂板暴露面積大、圍巖應力集中，長期暴露極易發(fā)生拱部坍塌，對支護時效性與穩(wěn)定性要求極高。另一方面，井下作業(yè)難度極高。東西側(cè)馬頭門及井底連接段全長42米、開口開挖高度11.7米、拱部跨度10.1米，若不精細管理很難達到凍結(jié)的效果。
針對這些瓶頸，項目團隊以安全為先、質(zhì)量為本，精耕細作，優(yōu)化管理，創(chuàng)新工藝，將特大直徑地下凍結(jié)工程順利實施到底。“我們首先聚焦頂板安全，采用‘分層分段開挖+即時錨網(wǎng)支護+錨索補強’的組合方案，每開挖2米段長即進行錨網(wǎng)聯(lián)合支護，同步安設長錨索加強頂板承載力，確保圍巖穩(wěn)定性。”項目負責人黃劍介紹道。與此同時，在井下立拱架與支模環(huán)節(jié)，項目團隊定制了大斷面適配型可調(diào)節(jié)拱架，通過地面預拼裝減少井下作業(yè)時間，搭配滿堂紅腳手架與斜撐加固體系，保障模板支撐強度。鋼筋綁扎則采用“分區(qū)段同步作業(yè)+高空平臺輔助”模式，提升施工效率與安裝精度。目前，兩座馬頭門的底板和邊墻混凝土已提前完成澆筑，經(jīng)檢測，混凝土密實度、強度均達到設計標準，凍結(jié)工程成效顯著。
從2024年8月的第一聲鉆機轟鳴，到2025年12月的井筒順利落底，公司在凍結(jié)法特殊施工工藝征程中，始終走在行業(yè)前列。以“特大直徑凍結(jié)井+雙向特大型馬頭門”的復雜屬性，歷經(jīng)地質(zhì)突變、涌水突襲等多重考驗，以硬核技術(shù)做出了一套特大直徑立井工程的完美“凍”作，成為蒙東地區(qū)特大直徑立井工程凍結(jié)法施工的標桿工程、樣板工程。
未來，公司將始終錨定本質(zhì)安全，堅持科技打頭陣、下好技術(shù)創(chuàng)新先手棋，持續(xù)加強礦山建設領域的核心技術(shù)攻關(guān)，不斷拓展凍結(jié)法施工技術(shù)的應用領域，為推進礦山建設貢獻更多楚湘方案。
