環向可壓縮的複合井壁及其施工方法
2023-06-01 03:50:21 1
專利名稱：環向可壓縮的複合井壁及其施工方法
技術領域：
本發明涉及環向可壓縮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，對超大直徑、超深井筒而言，井壁依然過厚。中國專 利ZL 200610088128.3公開的一種帶接薦板的單層井壁及其施工方法，這種井壁結構克服 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。因此還 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克服已有技術中的不足之處，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環向可壓縮的複合 井壁。技術方案本發明的環向可壓縮複合井壁，包括鋼筋混凝土外層井壁、內層井 壁，所述的內層井壁中沿井筒軸向設有壓縮率不小於20%的可壓縮隔層。所述的可壓縮隔層為由泡沫板、鋼材、木材、橡膠中的一種、兩種或多種材質 形成的可壓縮結構；所述的可壓縮隔層為1 4條。本發明環向可壓縮的複合井壁的施工方法包括按段高施工具有防水性的外層 井壁至一定深度後，從下往上按段高施工內層井壁，所述的從下往上按段高施工內層井 壁，在每一段高施工中先設置可壓縮隔層，然後綁紮內層井壁的鋼筋，之後立內層井壁 模板，澆築混凝土完成一條具有可壓縮隔層的段高，重複前一段高的施工，直至設計高度。有益效果通過在內層井壁中沿井筒軸向布置至少一條壓縮率較大的可壓縮隔 層，當井壁受到周圍水土壓力作用時，可壓縮隔層在環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，有效提高井壁的環向承載能力。與現有技術相比，通過使 內層井壁在環向產生一定的壓縮量，能提高井壁水平極限承載力30%以上，可壓縮隔層 在井壁外側水土壓力作用下將產生其厚度20%以上的壓縮量，使井壁沿徑向的切向應力分布更為均勻，從而大大提高井壁整體的承載能力。有效減薄現有的井壁厚度，大大提 高了井筒掘砌斷面利用率，並大幅降低工程造價。其結構簡單，易施工，在本技術領域 內具有廣泛的應用前景。
圖1是本發明的複合井壁結構橫剖面圖。圖中1 一外層井壁，2—內層井壁，3 —可壓縮隔層。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明的一條實施例作進一步的描述
本發明的環向可縮的複合井壁，主要由鋼筋混凝土外層井壁1、內層井壁2和可壓縮 隔層3構成，其中可壓縮隔層3沿井筒軸向設置，可壓縮隔層3設在內層井壁2中，根 據現場實際情況，可壓縮隔層3至少設置1條，也可以設置2條、3條或4條。圖1中所 示為4條。可壓縮隔層3為由泡沫板、鋼材、木材、橡膠中的一種、兩種或多種材質形 成的可壓縮結構，其壓縮率不小於20%，
本發明環向可壓縮的複合井壁的施工方法在井筒周圍用凍結法形成隔水帷幕，按 常規方法從上至下分段施工傳統的雙層鋼筋混凝土複合井壁的外層井壁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；當外層井壁1施工至設定位置後， 再從下至上施工內層井壁2，內層井壁2每一段高施工工序為在每一段高施工中先設置 可壓縮隔層3，然後綁紮內層井壁2的鋼筋，之後立內層井壁模板，澆築混凝土完成一個 具有可壓縮隔層3的段高，在完成的一個具有可壓縮隔層3的段高之上接續施工下一段 高，重複前一段高的施工直至設計高度。當環向可壓縮複合井壁承受水土壓力時，可壓縮隔層3產生壓縮，隨著可壓縮 隔層3的壓縮，外層井壁1首先承受較大的水土壓力，當可壓縮隔層3壓縮到一定程度 後，內層井壁2所受切向應力逐漸增大，這樣通過可壓縮隔層3的壓縮讓壓作用，使雙層 複合井壁沿徑向的切向應力均勻分布，從而提高複合井壁的整體承載能力。
權利要求
1.一種環向可壓縮複合井壁，包括鋼筋混凝土外層井壁(1)、內層井壁(2)，其 特徵在於所述的內層井壁(2)中沿井筒軸向設有壓縮率不小於20%的可壓縮隔層(3)。
2.根據權利要求1所述的一種環向可壓縮複合井壁，其特徵在於所述的可壓縮隔層 (3)為由泡沫板、鋼材、木材、橡膠中的一種、兩種或多種材質形成的可壓縮結構。
3.根據權利要求1或2所述的一種環向可壓縮複合井壁，其特徵在於所述的可壓縮 隔層(3)為1 4條。
4.一種環向可壓縮的複合井壁的施工方法，包括按段高施工具有防水性的外層井壁(1)至一定深度後，從下往上按段高施工內層井壁(2)，其特徵在於從下往上按段 高施工內層井壁(2)，在每一段高施工中先設置可壓縮隔層(3)，然後綁紮內層井壁(2)的鋼筋，之後立內層井壁模板，澆築混凝土完成一個具有可壓縮隔層(3)的段 高，重複前一段高的施工，直至設計高度。
全文摘要
一種環向可壓縮的複合井壁及其施工方法，最適用於提高立井井壁的承載能力。複合井壁包括帶有防水性的外層井壁，環向可壓縮的內層井壁組成，在內層井壁中至少設置有一條可壓縮隔層。其施工方法按段高從上至下施工具有防水性的外層井壁，再從下至上施工嵌裝有可壓縮隔層的內層井壁，最後按段高施工至設計高度。當複合井壁周圍水土壓力作用時，內層井壁的可壓縮隔層壓縮讓壓，使井壁沿徑向應力分布更加均勻，從而有效提高井壁的承載能力。可有效減薄現有的井壁厚度，提高井筒斷面利用率，大幅降低工程造價。
文檔編號E21D11/10GK102011592SQ201010562720
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者任彥龍, 楊維好, 黃家會 申請人:中國礦業大學