专利名称：一种减缓立井井壁应力的方法
技术领域：
本发明减缓结构应力的方法，特别适用于减缓立井井壁应力的结构及方法。
背景技术：
随着我国深部矿产资源的开发，需要建设一批立井井筒，立井井筒一般采用钢筋混凝土结构或素混凝土结构，由于立井在超过一定深度后，空气温度的变化对长的混凝土井壁结构受力十分不利，易造成井壁结构的开裂或破坏。为防止新建井筒井壁发生破裂灾害，在表土冻结段一般采用滑动井壁或滑动可缩井壁或双层可缩井壁，滑动井壁或滑动可缩井壁或双层可缩井壁具有造价高和施工难度大的特点，在基岩段一般没有对井壁结构做特殊处理。因此需要找到一种新的方法来解决这种主要有温度应力引起的井壁内表面破裂问题。
发明内容
技术问题本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种能有效防止井壁破裂、且施工简单，降低成本的减缓井壁温度应力的方法。技术方案本发明的减缓立井井壁应力的方法
a.在井筒深度范围的井壁内缘间隔施工多个环形凹槽，或在施工井筒内缘时，间隔留设多个环形凹槽；
b.在井壁内缘间隔施工或留设的多个环形凹槽内安装与环形凹槽相适应的型钢构件，通过混凝土将型钢构件与井壁上的环形凹槽紧密粘结。2、根据权利要求I所述的一种减缓立井井壁应力的结构，其特征是所述的环形凹槽截面形状为工字形、C字形和V字形。所述的井壁内缘间隔施工多个环形凹槽之间的距离为20 50m ;所述的井壁内缘间隔留设的多个环形凹槽之间的距离为3 9m ;所述环形凹槽的深度为10 20cm ;宽度为10 50cm。有益效果本发明通过在井壁内缘设置凹形槽来缓释井壁主要有温度引起的应力问题；这种凹形槽结构可以安装在包括表土段的单层井壁与双层井壁中的内外层井壁以及基岩段的井壁，它可以是标准槽钢或非标准的槽型钢结构，也可以是钢板组装而成的槽型结构。由于超长的井筒混凝土井壁在温度应力作用下会发生一定的轴向温度应力，如果这种应力得不到有效释放，对混凝土井壁的受力和变形十分不利，很容易造成井壁内表面的开裂等破坏。本发明从温度影响混凝土井壁的深度和长度考虑，通过改变井壁的表层结构形式来改变井壁的变形形式，从而起到保护井壁的目的。该结构及方法可以有效缓解井壁由于温差及地应力引起的应力问题。其施工方便简单，适用范围广，具有很大的实际应用推广价值。
图I是本发明的井壁环形凹槽实例一结构示意图。图2是本发明的井壁环形凹槽实例二结构示意图。图3是本发明的井壁环形凹槽实例三结构示意图。图中1 一环形凹形槽，2 —混凝土井壁。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述
实施例I、如图I所示，本发明通过在井壁内缘设置环形凹形槽的方法来缓释井壁主要有温度引起的应力问题；这种环形凹形槽结构可以安装在包括表土段的单层井壁与双层井壁中的内外层井壁以及基岩段的井壁，它可以是标准槽钢或非标准的槽型钢结构，也可以是钢板组装而成的槽型结构。如环形凹形槽结构是设置在新建的钢筋混凝土井壁中，所使用的环形凹形槽钢或由钢板组装而成的环形槽结构件可以在浇注混凝土前直接放置于所要安装的位置处，可与设置层位处的钢筋绑扎在一起；如凹形槽结构是设置在新建的素混凝土井壁中，所使用的凹形槽钢或由钢板组装而成的凹形槽结构件可以在浇注混凝土前直接放置于建井设定位置处，如环形凹形槽结构可固定在用于井壁成型的模板上；如环形凹形槽结构是设置在已建的钢筋混凝土或素混凝土井壁内缘，则在井壁设置的位置处首先开设环形凹形槽，然后再将环形凹形槽钢或由钢板组装而成的环形凹形结构件放置在环形凹形槽中，并使用环氧树脂混凝土粘结牢固粘结。环形凹形槽结构的数量及设置的范围可以根据井筒的深度和受力情况而定，深度越大，设置的凹形槽结构越多。具体施式方法如下先在井筒深度范围的井壁内缘间隔施工多个环形凹槽1，或在施工井筒内缘时，间隔留设多个环形凹槽1，所述的环形凹槽I截面形状为工字形，环形凹槽I的开口方向向井筒内，;井壁内缘间隔施工多个环形凹槽之间的距离为20 50m ;井壁内缘间隔留设的多个环形凹槽之间的距离为3 9m ;环形凹槽I的深度为10 20cm ;宽度为10 50cm。在井壁内缘间隔施工或留设的多个环形凹槽I内安装与环形凹槽相适应的型钢构件，通过混凝土将型钢构件与井壁上的环形凹槽I紧密粘结。由于井壁内缘温度变化比井壁外缘温度变化幅度大，引起的井壁内缘温度应力较井壁外缘大，这将造成井壁内外受力与变形不均，通过在温度应力较大的内缘设置环形凹形槽结构来减缓这种应力不均，可以使得井壁内外缘应力基本达到一致，从而保证井壁所受应力均匀一致，进而保护井壁，避免井壁内缘表面开裂等破坏。实施例2、如图2所示，减缓立井井壁应力的方法与实施例其本相同，相同之处略。不同之处在于所述的环形凹槽I截面形状为C字形。实施例3、如图3所示，减缓立井井壁应力的方法与实施例其本相同，相同之处略。不同之处在于所述的环形凹槽I截面形状为V字形。
权利要求
1.一种减缓立井井壁应力的方法，其特征是 a.在井筒深度范围的井壁内缘间隔施工多个环形凹槽，或在施工井筒内缘时，间隔留设多个环形凹槽； b.在井壁内缘间隔施工或留设的多个环形凹槽内安装与环形凹槽相适应的型钢构件，通过混凝土将型钢构件与井壁上的环形凹槽紧密粘结。
2.根据权利要求I所述的一种减缓立井井壁应力的结构，其特征是所述的环形凹槽截面形状为工字形、C字形和V字形。
3.根据权利要求I所述的一种减缓立井井壁应力的结构，其特征是所述的井壁内缘间隔施工多个环形凹槽之间的距离为20 50m。
4.根据权利要求I所述的一种减缓立井井壁应力的结构，其特征是所述的井壁内缘间隔留设的多个环形凹槽之间的距离为3 9m。
5.根据权利要求I所述的一种减缓立井井壁应力的结构，其特征是所述环形凹槽的深度为10 20cm ;宽度为10 50cm。
全文摘要
一种减缓立井井壁应力的结构及方法，在井筒深度范围的井壁内缘间隔施工多个环形凹槽，或在施工井筒内缘时，间隔留设多个环形凹槽；在井壁内缘间隔施工或留设的多个环形凹槽内安装与环形凹槽相适应的型钢构件，通过混凝土将型钢构件与井壁上的环形凹槽紧密粘结。本发明从温度影响混凝土井壁的深度和长度考虑，通过改变井壁的表层结构形式来改变井壁的变形形式，从而起到保护井壁的目的。该方法能有效缓解井壁由于温差及地应力引起的应力问题。其施工方便简单，适用范围广，具有广泛的实用性。
文档编号E21D5/04GK102619520SQ201210114898
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者周国庆, 周杨, 梁恒昌, 王建州, 赵光思, 赵晓东 申请人:中国矿业大学