一、工程概况
立井冷冻井变径模板施工是矿井建设中一项复杂且重要的工程。本文以某煤矿副立井为例，详细介绍其施工组织设计。该煤矿副立井井筒直径（净）为6.3米，井深400米，基岩段采用传统的冻结法进行施工，冻结深度为350米，掘砌深度为344米，并采用双层内外钢筋混凝土井壁。
该副井井筒表面土段的厚度为344米，主要由红色黏土、砂质黏土、灰色黏土和砂组成。其中黏土的厚度为180米（包括60米的深层黏土层）；另一方面，砂质黏土和其他成分可以分为9层，总厚度为164米，地层的倾斜度较大，而水文地质条件良好。
二、立井冷冻井施工方法
立井冷冻井的施工方法主要包括冻结法施工和模板变径施工两部分。
1. 冻结法施工
冻结法施工是在开挖之前，通过布置冻结孔的方式，均匀在井壁以外0.5米-1.5米范围内，将井筒周围含水地层冻结成一个密不透水的冷冻壁。这一步骤的目的是为了抵抗地压及水压的冲击，隔绝地下水与井筒之间的联系。
由于高岭土冻结时强度尚可，但若暴露时间过长，高岭土冻壁强度遭到破坏，则极可能造成冻壁破坏甚至混凝土井壁破坏的情况，后果难以想象。因此，在过高岭土段施工过程中，我们采取“强冷冻，短掘进，勤支护，多观察”的措施方针。
强冷冻：在高岭土段施工过程中，通过人工加强冷冻的方式，加大冷冻壁的厚度及强度，保证施工顺利进行。
短掘进：在立井冻结法施工掘进强度较大的情况下，每模掘进时间控制在24-36小时，以减少冷冻壁暴露在井筒空气中的时间，防止冷冻壁强度降低。
勤支护：在掘进过程中，及时进行支护，防止土层膨胀和井壁破坏。
多观察：在施工过程中，不断观察井壁和冷冻壁的变化情况，及时调整施工方案。
2. 模板变径施工
在掘进过程中，先按原荒半径控制，掘进至最后一模刃角下一定位置时，下落模板拆除提至井口，模板全部拆除后开帮至设计荒径，绑扎外层搭接钢筋，然后继续掘进至设计段高并刷帮到位，最后下落刃角组装、铺设泡沫板、绑扎双层钢筋、组装新模板、浇筑混凝土。
具体施工顺序如下：
掘进一定段高（一般控制在1.6m～2m）刷帮至变径前断面荒半径：在掘进过程中，按照原荒半径控制，掘进至设计段高并刷帮到位。
下落模板拆除升井：将模板拆除并提至井口。
将段高开帮至设计变径后断面荒半径：在模板拆除后，将井筒开帮至设计变径后的断面荒半径。
绑扎外层搭接筋：在开帮至设计变径后断面荒半径后，绑扎外层搭接钢筋。
继续掘进至设计段高：继续掘进至设计段高。
固定聚苯乙烯泡沫板：在掘进至设计段高后，固定聚苯乙烯泡沫板。
井口下落刃角组装：在固定泡沫板后，下落刃角进行组装。
校正刃角：对组装后的刃角进行校正。
绑扎双层钢筋：在刃角校正后，绑扎双层钢筋。
下落高液压伸缩整体移动式金属模板组装：在绑扎双层钢筋后，下落高液压伸缩整体移动式金属模板进行组装。
校正模板浇筑砼：对组装后的模板进行校正，并浇筑混凝土，变断面结束。
三、施工机械设备
施工的机械设备是实现快速施工和安全施工的第一个要素。项目根据实际状况选择优良并符合项目施工的机械设备是项目快速施工的关键。
在立井冷冻井变径模板施工中，采用的设备包括大绞车、大吊桶、大模板、重型伞钻、中心回转抓岩机、自动翻矸、汽车排矸等为主体的立井施工机械化作业线。这些设备的使用，提高了施工机械化程度，确保了施工的安全和效率。
四、施工组织设计
1. 编制依据
施工组织设计的编制依据包括施工合同、设计图纸及相关施工图纸、井筒检查孔资料、煤矿安全规程、矿山井巷工程质量检验评定标准、煤矿建设安全规程等。
2. 指导思想
为了确保优质、安全如期完成本工程施工，制定施工组织设计指导思想如下：
管理人员与施工队伍：项目部由具有丰富井巷工程施工经验的老同志与年富力强的中青年组成老中青三结合坚强有力的领导班子，施工队伍调集具有类似工程施工经验丰富的专业化施工队伍。
施工组织：采用当今先进的组织管理技术，统筹计划，合理安排，组织分段平行流水休作业，均衡生产，保证业主要求的工期、质量。
机械设备配套：采用先进的机械设备，科学配置生产要素，组建功能匹配、良性运作的施工程序，充分发挥机械设备生产能力。
施工工艺：根据工程特点，采用先进、成熟的施工工艺，实行样板引路、试验先行、全过程监控信息化施工。
质量控制：进一步推广全面质量管理，严格按照IS09002标准质量体系进行质量程序控制，对施工现场实施动态管理和严密监控。
3. 编制原则
施工组织设计的编制原则包括：
招标文件文件标准的原则：积极响应招标文件中的各项条款，本投标书的语言、规格严格执行招标文件的规定，标准统一、格式规范。
遵循设计文件、规范和质量验收标准的原则：在编写主要工程项目施工方法和技术措施中，严格按设计院标准、现行规范和质量验收标准办理，符合煤矿安全规程和煤矿质量标准化验收标准及煤矿行业的才目关标准。
坚持实事求是的原则：在制定施工方案中，充分发挥我单位施工优势，坚持科学组织、合理安排、均衡生产，确保高速度、高质量、高效益地完成本合同的工程建设，确保施工组织的合理性。
4. 施工准备工作
施工准备工作包括技术准备工作、工程准备、物资准备、劳动力准备和施工招标等。
技术准备工作：包括熟悉施工图纸、编制施工组织设计、进行技术交底等。
工程准备：包括现场勘察、测量放线、设置井架等。
物资准备：包括采购施工所需的材料、设备等。
劳动力准备：包括组织施工队伍、进行安全培训等。
施工招标：按照招标文件的要求进行招标，选择合适的施工队伍。
5. 建设施工方案
建设施工方案包括井筒施工、硐室工程、通风系统、排水系统、提升系统、运输系统、压风系统、供水系统、通讯系统、安全监控系统、人员定位系统、紧急避险系统等的设计和施工。
井筒施工：采用冻结法进行施工，掘进至设计段高并刷帮到位，然后进行模板组装、钢筋绑扎和混凝土浇筑。
硐室工程：采用下行分层法掘进，锚网喷临时支护，确保工程质量和施工安全。
通风系统：设置井筒通风设备，确保施工过程中的通风需求。
排水系统：设置井筒排水设备，确保施工过程中的排水需求。
提升系统：设置井筒提升设备，确保施工过程中的材料、设备等的提升需求。
运输系统：设置井筒运输设备，确保施工过程中的材料、设备等的运输需求。
压风系统：设置井筒压风设备，确保施工过程中的压风需求。
供水系统：设置井筒供水设备，确保施工过程中的供水需求。
通讯系统：设置井筒通讯设备，确保施工过程中的通讯需求。
安全监控系统：设置井筒安全监控设备，确保施工过程中的安全监控需求。
人员定位系统：设置井筒人员定位设备，确保施工过程中的人员定位需求。
紧急避险系统：设置井筒紧急避险设备，确保施工过程中的紧急避险需求。
6. 主体井巷（主立井）工程施工方法
主体井巷（主立井）工程施工方法包括井巷施工、施工组织机构及循环作业等。
井巷施工：按照设计要求和施工方案进行井巷掘进、支护和衬砌等工作。
施工组织机构及循环作业：设置合理的施工组织机构，确保施工过程中的各项工作有序进行。同时，采用循环作业的方式，提高施工效率。
五、安全技术措施
在立井冷冻井变径模板施工中，必须采取严格的安全技术措施，确保施工过程中的安全。
加强安全管理：建立健全安全管理制度，明确各级安全管理人员的职责和权限。同时，加强安全教育和培训，提高施工人员的安全意识。
严格执行安全规程：在施工过程中，必须严格执行煤矿安全规程和相关行业标准，确保施工过程中的安全。
加强安全检查：定期对施工现场进行安全检查，及时发现和消除安全隐患。同时，对发现的问题进行整改和跟踪管理。
设置安全警示标志：在施工现场设置明显的安全警示标志和标识牌，提醒施工人员注意安全，遵守相关规定。
强化现场监控：利用现代科技手段，如安全监控系统、人员定位系统等，对施工现场进行实时监控，确保施工过程中的安全可控。
应急准备与响应：制定完善的应急预案，组建应急救援队伍，定期进行应急演练，提高应对突发事件的能力。
六、质量管理
质量管理是立井冷冻井变径模板施工中的关键环节。为确保工程质量，必须采取以下措施：
建立质量管理体系：按照ISO9001质量管理体系标准，建立完善的质量管理体系，明确各级质量管理人员的职责和权限。
严格质量控制：在施工过程中，对原材料、构配件、设备等进行严格的质量检验和验收。同时，对每道工序进行质量检查和评定，确保工程质量符合设计要求和相关标准。
加强质量监测：利用先进的检测设备和手段，对工程质量进行实时监测和数据分析，及时发现和解决质量问题。
强化质量培训：定期对施工人员进行质量培训和技能提升，提高他们的质量意识和操作技能。
质量责任追究：对施工过程中出现的质量问题，严格按照相关规定进行责任追究，确保工程质量得到有效保障。
七、进度管理
进度管理是立井冷冻井变径模板施工中的重要环节。为确保施工进度，必须采取以下措施：
制定合理的施工计划：根据工程实际情况和施工条件，制定合理的施工计划，明确施工目标和时间节点。
优化资源配置：合理调配人力、物力、财力等资源，确保施工过程中的资源供应充足且高效利用。
加强进度监控：定期对施工进度进行监控和评估，及时发现和解决进度偏差问题。
协调各方关系：加强与业主、设计、监理等各方的沟通与协调，确保施工过程中的各方利益得到有效保障，避免因沟通不畅或利益冲突而影响施工进度。
灵活调整施工策略：根据施工过程中的实际情况和变化，灵活调整施工策略和方法，确保施工进度不受影响。
八、环保与文明施工
在立井冷冻井变径模板施工中，必须注重环保与文明施工，确保施工过程中的环境保护和文明施工水平。
环境保护：严格遵守国家环境保护法律法规，采取有效措施减少施工对周边环境的影响。如控制噪音污染、减少粉尘排放、妥善处理施工废弃物等。
文明施工：加强施工现场管理，保持施工现场整洁有序。设置明显的施工标识和警示标志，确保施工人员和周边居民的安全。同时，加强与周边社区的沟通与协调，营造良好的施工氛围。
九、总结与展望
立井冷冻井变径模板施工是一项复杂且重要的工程，需要综合考虑施工技术、安全管理、质量管理、进度管理以及环保与文明施工等多个方面。通过本文的介绍，我们可以了解到立井冷冻井变径模板施工的基本情况和施工组织设计要点。
在未来的施工中，我们应继续加强技术创新和研发，提高施工效率和质量水平。同时，注重安全管理和环保工作，确保施工过程中的安全可控和环境保护。此外，还应加强与各方的沟通与协调，营造良好的施工氛围，为矿井建设的顺利进行提供有力保障。
综上所述，立井冷冻井变径模板施工是一项具有挑战性和重要性的工程。通过科学合理的施工组织设计和严格的管理措施，我们可以确保施工过程中的安全、质量和进度得到有效保障，为矿井建设的顺利进行奠定坚实基础。
