一種新的立井施工方法
【專利說明】一種新的立井施工方法
[0001]1、所屬領(lǐng)域:
[0002]地下巖土工程領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明是一種用于不穩(wěn)定的、松散的、含水的深厚沖積層和軟基巖條件下立井的施工方法。在深厚沖積層和軟基巖條件下的立井施工，是國內(nèi)外在這一領(lǐng)域立井施工重點(diǎn)和難點(diǎn)，目前在這一領(lǐng)域的施工方法由“凍結(jié)法”和“鉆井法”。凍結(jié)法由于凍結(jié)工期長，通常凍結(jié)加注漿需要大約6個(gè)月至一年，凍結(jié)成本是立井施工總成本的30%至40%。鉆井法雖然機(jī)械化最高，但是由于一旦出事故，無法補(bǔ)救，因而限制了鉆井法的應(yīng)用。
2、【背景技術(shù)】:
[0004]目前我國煤礦有60%以上的礦井采用立井開拓方式，冶金礦山也絕大多數(shù)采用立井開拓方式。由于立井施工技術(shù)復(fù)雜、場地狹窄、環(huán)境惡劣、專業(yè)性強(qiáng)、設(shè)備繁多、安全性差。立井建設(shè)工期占礦井建設(shè)總工期的40%?50% (I)。以目前國內(nèi)外普遍采用的立井掘砌混合施工方法為例，也存在著井壁接茬多、掘砌施工交替頻繁、施工組織復(fù)雜、施工質(zhì)量難以控制、井壁“泄漏淋水”難以解決等弊端(2)。同時(shí)，掘砌混合施工方法在深厚沖積層和軟基巖條件下施工必須采用“凍結(jié)法”。
3.
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0005]本發(fā)明既能克服現(xiàn)有立井施工的弊端，又能達(dá)到施工組織簡單、施工環(huán)境好、井壁質(zhì)量好、安全程度高，專用設(shè)備少，建井成本低的目的。
[0006]本發(fā)明是一種用于深厚沖積層和軟基巖條件下新的立井施工方法，無需凍結(jié)；并能與鉆井法相融合；采用掘砌分開、獨(dú)立施工；并由疏水降壓系統(tǒng)和雜質(zhì)泵排水系統(tǒng)所構(gòu)成排水系統(tǒng)、同時(shí)還由井壁密封系統(tǒng)、井幫加固系統(tǒng)及井壁垂直調(diào)整系統(tǒng)所構(gòu)成。
[0007]3、發(fā)明附圖:
[0008]本發(fā)明的附圖由圖1、圖2、及參考(圖)組成:其中，發(fā)明的附圖1是掘砌分開、獨(dú)立施工的系統(tǒng)示意圖；發(fā)明的附圖2是本發(fā)明在深厚沖積層和軟基巖條件下實(shí)施的水文地質(zhì)柱狀簡圖。
[0009]發(fā)明的圖1:其中(I)井壁澆鑄處、(2)模板、(3)井壁調(diào)正裝置、(4)井壁、(5)井壁余隙、(6)壓力檢測孔、(7)余隙密封、⑶壁座、(9)疏水降壓井、(10)挖掘工作面、(11)注漿孔，(12)井幫、(13)地面基準(zhǔn)面。
[0010]圖1是掘砌分開、獨(dú)立施工的系統(tǒng)示意圖，其中(I)井壁澆筑處，(2)井壁的模板，
(10)挖掘工作面，由此實(shí)現(xiàn)了掘砌分開、獨(dú)立施工，互不干擾的條件和目的。疏水降壓井(9)、壓力檢測孔￠)、余隙密封(7)及壁座(8)構(gòu)成了立井挖掘施工工作面(10)水患危害的安全保障系統(tǒng)。
[0011]圖1所示的13個(gè)部位，按其功能可構(gòu)成四部分:其中一、掘砌分開，獨(dú)立施工；二、疏水降壓和井壁密封；三、井幫加固；四、井壁垂直度調(diào)整。下面，根據(jù)圖1分別進(jìn)行單述。5、【具體實(shí)施方式】:
[0012]—、掘砌分開、獨(dú)立施工:
[0013]這一部分是實(shí)現(xiàn)立井掘砌分開、獨(dú)立施工的主要部分。不論是挖掘工作面(10)，還是井壁澆鑄處(I)都能獨(dú)立施工，互不干擾。都能實(shí)現(xiàn)專一化、專業(yè)化和連續(xù)化的全天候的施工條件和目的。
[0014]與目前應(yīng)用最廣泛的掘砌混合作業(yè)方式相比，消除了掘、砌的工序轉(zhuǎn)換和相互干擾。實(shí)現(xiàn)了施工組織簡化，既方便施工隊(duì)伍管理，也降低了管理成本。同時(shí)，也有利于施工隊(duì)伍技能和素質(zhì)的提尚。
[0015]由于本發(fā)明消除了掘、砌的工序轉(zhuǎn)換，也就消除了由于工序轉(zhuǎn)換所需的設(shè)備、人員、材料、工具等的提升，因此提升量大幅減少，可以節(jié)省一套提升系統(tǒng)(包括大中型立井)?，F(xiàn)有施工方法施工，大中型立井施工均需兩套提升系統(tǒng)。而且，本發(fā)明的施工方法還不用鑿井專用提升機(jī)和專用井架。這樣，提升機(jī)、空壓機(jī)、風(fēng)機(jī)、井架就可以一步安裝到位。這樣，既可縮短工期，又不用大型臨時(shí)設(shè)備的投入。既降低施工成本，又達(dá)到了專用設(shè)備少的目的。
[0016]本發(fā)明的施工方法不論是挖掘工作面，還是井壁澆鑄，都可以實(shí)現(xiàn)施工速度快、效率高、質(zhì)量好、安全可靠的施工目的。
[0017]挖掘工作面(10)的連續(xù)不斷挖掘，井壁(4)就不斷下沉，永久井壁可以時(shí)時(shí)跟進(jìn)挖掘工作面。由此可見，本發(fā)明的支護(hù)最安全，最可靠，是現(xiàn)有任何施工方法都無法實(shí)現(xiàn)的。這不但可以從根本上消除了傳統(tǒng)施工方式井幫超挖和欠挖的問題，以及由于井幫超挖和欠挖所造成的各種弊端，也革了“臨時(shí)支護(hù)的命”，使立井施工成本進(jìn)一步降低。
[0018]圖1中所示的挖掘工作面(10)的施工方法可以采用挖掘法、射流法、爆破法及混合法。由于本發(fā)明的施工方法不需凍結(jié)，其施工比凍結(jié)法容易，其施工方法主要采用挖掘和爆破法相結(jié)合的方式；亦可采用小型挖掘機(jī)直接挖掘。
[0019]本發(fā)明的井壁結(jié)構(gòu)可以是單層的，也可以是雙層的，還可以是復(fù)合的。同時(shí)，還可以采用常規(guī)無法采用的AV柔性井壁、球墨鑄鐵丘濱塊井壁、預(yù)制塊井壁、預(yù)制井壁等。這樣，也可以為井壁的工廠化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。本發(fā)明澆鑄井壁的混凝土還可以采用常規(guī)無法采用的高性能混凝土，如C70?CllO的高標(biāo)號混凝土。這樣，井壁的強(qiáng)度可以大幅度提高，井壁的厚度可以減薄，井壁在復(fù)雜地質(zhì)條件下的承載能力大幅加強(qiáng)，適用范圍拓寬。
[0020]為了能清楚地分辨本發(fā)明的井壁澆鑄特征，特提供掘砌混合施工方法的井壁砌鑄示意圖(參考附圖)加以說明:
[0021]其中:⑴鎖口盤、⑵地面基準(zhǔn)面、(3)井壁、(4)井幫、(5)井壁接茬處、(6)井壁澆鑄處、(7)模板、(8)掘進(jìn)工作面。
[0022]鎖口盤⑴是I井壁澆鑄的起始點(diǎn)，井壁澆鑄的方向是至上而下，既下行鑄壁，井壁接茬為負(fù)接茬。其模板(7)也為單面下行內(nèi)模板，沒有外模板，井壁的外徑面直接澆鑄在凹凸不平的井幫(4)上，這樣就使井壁的柔性“基本消失”，井壁應(yīng)對局部應(yīng)力的能力大幅降低乃至消除，至使井壁損壞率高。現(xiàn)有井壁損壞80%為局部應(yīng)力損壞。
[0023]與本發(fā)明附圖1相比，就可以看出，本發(fā)明的井壁澆鑄點(diǎn)⑴在地面基準(zhǔn)點(diǎn)正負(fù)零的上方，壁座(8)就是井壁澆鑄的起始點(diǎn)，井壁澆鑄的方向?yàn)樯闲需T壁，正澆鑄，正接茬。與現(xiàn)有掘砌混合施工方法的井壁澆鑄方向相反。
[0024]本發(fā)明不但為井壁澆鑄改善了施工環(huán)境，而且也為井壁澆鑄實(shí)現(xiàn)了專一化、專業(yè)化和連續(xù)化的正澆鑄，為井壁無接茬澆鑄、連續(xù)澆鑄創(chuàng)造了條件，實(shí)現(xiàn)了井壁澆鑄的無接茬式、連鑄式，使井壁澆鑄真正實(shí)現(xiàn)了 “一體化”。又由于本發(fā)明的施工方法無需凍結(jié)，為井壁澆鑄后的養(yǎng)生提供了良好的條件和環(huán)境。因此，井壁的強(qiáng)度可以得到極大的提高，可比現(xiàn)有井壁的強(qiáng)度提高2至5倍。同時(shí)，還可以大幅提高井壁的柔性，使井壁受局部應(yīng)力損壞的能力大幅提尚。
[0025]由于本發(fā)明井壁澆鑄的模板(2)采用內(nèi)外雙層模板，井壁內(nèi)外面均實(shí)現(xiàn)了光滑平整，井壁承受井幫(12)由于失水等原因沉降的“負(fù)壓力”的能力大幅增強(qiáng)，使井壁由“負(fù)壓力”造成井壁損壞的幾率大幅降低乃至消除。使現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的既難有預(yù)定效果，又難以施工的“可縮井壁”可以下崗了。
[0026]為了最大限度的減少井幫下沉的“負(fù)壓力”影響，本發(fā)明的井壁的壁后充填，采用沙子、石子等無粘合力的材料，以最大限度的減少巖土下沉對井壁的影響。
[0027]本發(fā)明的掘砌分開、獨(dú)立施工的施工方法，全面克服了以掘砌混合作業(yè)方式為