具有可壓縮夾層的複合井壁及施工方法
2023-05-27 16:13:31
專利名稱：具有可壓縮夾層的複合井壁及施工方法
技術領域：
本發明涉及一種具有可壓縮夾層的複合井壁及其施工方法，特別適用於穿過深厚 地層的立井井筒，也適用於承受較大地壓的巷道及峒室。
背景技術：
為開採深部礦產資源，越來越多的礦井井筒需採用凍結法穿過深厚表土層或孔隙 含水軟巖層，相應地由於井壁周圍水土壓力的加大，井壁越來越厚。過厚的井壁不僅導致鑿 井費用急劇上升、工期成倍增加，而且面臨嚴重的大體積混凝土溫度裂縫難題，徑向貫穿性 的溫度裂縫會使井壁封水性能難以達到設計要求。因此，如何合理減薄井壁厚度是超大直 徑(淨直徑8m以上)、超深井筒(井筒穿過地層深度為800 1500m)、建設中面臨的關鍵難 題之一。國外深井凍結井壁多採用鑄鐵丘賓塊與混凝土複合井壁，或鋼板混凝土複合井壁， 這兩類井壁施工工藝複雜，造價昂貴。對於深部凍結井壁，國內普遍採用雙層鋼筋混凝土井 壁，為防止內層井壁產生溫度裂縫，多數井筒通過在內、外層井壁之間夾1 2層薄塑料解 除內、外層井壁之間的約束。傳統的帶塑料夾層的雙層複合井壁基本解決了凍結井筒內井 壁的防水問題，但其外層井壁不防水，內井壁須按承受靜水壓計算，對超大直徑、超深井筒 而言，井壁依然過厚。為了解決井壁過厚問題，專利號為ZL200610088128.3公開的「帶接薦 板的單層井壁及其施工方法」，克服了傳統雙層複合井壁的不足，大幅減薄了井壁厚度。但 即使採用這種單層井壁結構，採用ClOO高強混凝土強度，對超大直徑、超深井筒而言，井壁 厚度也會超過3m。因此必須進一步減薄井壁厚度。
發明內容
技術問題本發明的目的是提供一種能有效提高井壁極限承載能力，減薄井壁厚 度，降低工程造價且縮短施工工期的具有可壓縮夾層的複合井壁及施工方法。技術方案本發明的複合井壁，包括帶有防水性的外側井壁，內層井壁，所述的內 層井壁為一層或多層，所述帶有防水性的外側井壁與內層井壁之間設有一層可壓縮夾層， 或帶有防水性的外側井壁與內層井壁之間、內層井壁各層之間均設有一層可壓縮夾層。所述的可壓縮夾層為徑向壓縮率大於30%材料，如泡沫板、木材、橡膠或浙青。本發明的施工方法，包括按段高從上至下或從下至上施工帶有防水性的外側井 壁，其特徵在於當內層井壁為一層時，在帶有防水性的外側井壁內側鋪設可壓縮夾層，然後按段 高從下至上施工內層井壁至設計高度；當內層井壁為多層時，在帶有防水性的外側井壁內側鋪設可壓縮夾層，然後由外 向內逐層施工內層井壁及可壓縮夾層，直至設計高度。有益效果本發明具有帶可壓縮夾層的複合井壁，最適用於提高立井井壁的承載 能力。它是通過在井壁徑向夾一層或多層壓縮率較大的可縮材料，當井壁受到周圍水土壓 力作用時，可壓縮夾層在徑向產生一定的壓縮量，從而使井壁沿徑向應力分布更加均勻，有
3效提高井壁的承載能力。與現有技術相比，通過使可縮夾層在徑向產生一定的壓縮量，能提 高井壁水平極限承載力30%以上，有效減薄現有的井壁厚度，提高井筒掘砌斷面利用率，大 幅降低工程造價，其結構及施工方法簡單，節約材料，在本技術領域具有廣泛的實用性。
圖1是本發明的複合井壁結構橫剖面圖。圖2是本發明的複合井壁結構縱剖面圖。圖中1_外側井壁，2-可壓縮夾層，3-內層井壁。
具體實施例方式下面將結合附圖中的一個實施例對本發明作進一步的描述本發明的複合井壁，主要由帶有防水性的外側井壁1、可壓縮夾層2及內層井壁3 組成，根據現場實際情況，內層井壁3可以為一層，也可以為多層，帶有防水性的外側井壁1 與內層井壁3之間設有一層可壓縮夾層2，或帶有防水性的外側井壁1與內層井壁3之間、 內層井壁3各層之間均設有一層可壓縮夾層2。可壓縮夾層2位於兩層井壁之間，當井壁 受到地層壓力時，可壓縮夾層2被壓縮，隨可壓縮夾層2的壓縮，可壓縮夾層2將外側井壁 1作用在其上的壓力逐漸傳遞給內層井壁3，使井壁切向應力沿徑向分布更加均勻，從而提 高複合井壁整體承載能力。可壓縮夾層2為徑向壓縮率大於30%材料，如泡沫板、木材、橡 膠或浙青。本發明的施工方法在井筒周圍用凍結法形成隔水帷幕，使開挖時井筒周圍水壓 無法直接作用在外層井壁1上，按段高從上至下或從下至上施工外側井壁1，通過使用現有 的井壁接茬防水技術使外層井壁1具有良好的防水性；當內層井壁3為一層時，在施工完成的外側井壁1內側鋪設可壓縮夾層2，然後按 段高從下至上施工內層井壁3至設計高度；當內層井壁3為多層時，在施工完成的外側井壁1內側鋪設可壓縮夾層2，然後由 外向內逐層施工內層井壁3及可壓縮夾層2，直至設計高度。
權利要求
一種具有可壓縮夾層的複合井壁，包括帶有防水性的外側井壁(1)，內層井壁(3)，其特徵在於所述的內層井壁(3)為一層或多層，所述帶有防水性的外側井壁(1)與內層井壁(3)之間設有一層可壓縮夾層(2)，或帶有防水性的外側井壁(1)與內層井壁(3)之間、內層井壁(3)各層之間均設有一層可壓縮夾層(2)。
2.根據權利要求1所述的具有可壓縮夾層的複合井壁，其特徵在於所述的可壓縮夾 層(2)為徑向壓縮率大於30%材料，如泡沫板、木材、橡膠或浙青。
3.一種具有可壓縮夾層的複合井壁的施工方法，包括按段高從上至下或從下至上施工 帶有防水性的外側井壁(1)，其特徵在於當內層井壁(3)為一層時，在帶有防水性的外側井壁(1)內側鋪設可壓縮夾層(2)，然 後按段高從下至上施工內層井壁(3)至設計高度；當內層井壁(3)為多層時，在帶有防水性的外側井壁(1)內側鋪設可壓縮夾層(2)，然 後由外向內逐層施工內層井壁(3)及可壓縮夾層(2)，直至設計高度。全文摘要
一種帶可壓縮夾層的複合井壁及其施工方法，複合井壁包括帶有防水性的外側井壁，內層井壁，內層井壁為一層或多層，外側井壁與內層井壁之間設有一層可壓縮夾層，或外側井壁與內層井壁之間、內層井壁各層之間均設有一層可壓縮夾層。其施工方法按段高從上至下或從下至上施工帶有防水性的外側井壁，當內層井壁為一層時，在外側井壁內側鋪設可壓縮夾層後，按段高從下至上施工內層井壁至設計高度；當內層井壁為多層時，在外側井壁內側鋪設可壓縮夾層後，由外向內逐層施工內層井壁及可壓縮夾層，直至設計高度。通過井壁徑向夾層的壓縮材料產生壓縮量，有效提高井壁的承載能力，有效減薄現有井壁的厚度，提高井筒斷面利用率，大幅降低工程造價。
文檔編號E21D5/11GK101906973SQ20101023710
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月23日 優先權日2010年7月23日
發明者任彥龍, 楊維好, 黃家會 申請人:中國礦業大學