一种新的立井施工方法
【专利说明】一种新的立井施工方法
[0001]1、所属领域:
[0002]地下岩土工程领域
[0003]本发明是一种用于不稳定的、松散的、含水的深厚冲积层和软基岩条件下立井的施工方法。在深厚冲积层和软基岩条件下的立井施工，是国内外在这一领域立井施工重点和难点，目前在这一领域的施工方法由“冻结法”和“钻井法”。冻结法由于冻结工期长，通常冻结加注浆需要大约6个月至一年，冻结成本是立井施工总成本的30%至40%。钻井法虽然机械化最高，但是由于一旦出事故，无法补救，因而限制了钻井法的应用。
2、【背景技术】:
[0004]目前我国煤矿有60%以上的矿井采用立井开拓方式，冶金矿山也绝大多数采用立井开拓方式。由于立井施工技术复杂、场地狭窄、环境恶劣、专业性强、设备繁多、安全性差。立井建设工期占矿井建设总工期的40%?50% (I)。以目前国内外普遍采用的立井掘砌混合施工方法为例，也存在着井壁接茬多、掘砌施工交替频繁、施工组织复杂、施工质量难以控制、井壁“泄漏淋水”难以解决等弊端(2)。同时，掘砌混合施工方法在深厚冲积层和软基岩条件下施工必须采用“冻结法”。
3.
【发明内容】
:
[0005]本发明既能克服现有立井施工的弊端，又能达到施工组织简单、施工环境好、井壁质量好、安全程度高，专用设备少，建井成本低的目的。
[0006]本发明是一种用于深厚冲积层和软基岩条件下新的立井施工方法，无需冻结；并能与钻井法相融合；采用掘砌分开、独立施工；并由疏水降压系统和杂质泵排水系统所构成排水系统、同时还由井壁密封系统、井帮加固系统及井壁垂直调整系统所构成。
[0007]3、发明附图:
[0008]本发明的附图由图1、图2、及参考(图)组成:其中，发明的附图1是掘砌分开、独立施工的系统示意图；发明的附图2是本发明在深厚冲积层和软基岩条件下实施的水文地质柱状简图。
[0009]发明的图1:其中(I)井壁浇铸处、(2)模板、(3)井壁调正装置、(4)井壁、(5)井壁余隙、(6)压力检测孔、(7)余隙密封、⑶壁座、(9)疏水降压井、(10)挖掘工作面、(11)注浆孔，(12)井帮、(13)地面基准面。
[0010]图1是掘砌分开、独立施工的系统示意图，其中(I)井壁浇筑处，(2)井壁的模板，
(10)挖掘工作面，由此实现了掘砌分开、独立施工，互不干扰的条件和目的。疏水降压井(9)、压力检测孔￠)、余隙密封(7)及壁座(8)构成了立井挖掘施工工作面(10)水患危害的安全保障系统。
[0011]图1所示的13个部位，按其功能可构成四部分:其中一、掘砌分开，独立施工；二、疏水降压和井壁密封；三、井帮加固；四、井壁垂直度调整。下面，根据图1分别进行单述。5、【具体实施方式】:
[0012]—、掘砌分开、独立施工:
[0013]这一部分是实现立井掘砌分开、独立施工的主要部分。不论是挖掘工作面(10)，还是井壁浇铸处(I)都能独立施工，互不干扰。都能实现专一化、专业化和连续化的全天候的施工条件和目的。
[0014]与目前应用最广泛的掘砌混合作业方式相比，消除了掘、砌的工序转换和相互干扰。实现了施工组织简化，既方便施工队伍管理，也降低了管理成本。同时，也有利于施工队伍技能和素质的提尚。
[0015]由于本发明消除了掘、砌的工序转换，也就消除了由于工序转换所需的设备、人员、材料、工具等的提升，因此提升量大幅减少，可以节省一套提升系统(包括大中型立井)。现有施工方法施工，大中型立井施工均需两套提升系统。而且，本发明的施工方法还不用凿井专用提升机和专用井架。这样，提升机、空压机、风机、井架就可以一步安装到位。这样，既可缩短工期，又不用大型临时设备的投入。既降低施工成本，又达到了专用设备少的目的。
[0016]本发明的施工方法不论是挖掘工作面，还是井壁浇铸，都可以实现施工速度快、效率高、质量好、安全可靠的施工目的。
[0017]挖掘工作面(10)的连续不断挖掘，井壁(4)就不断下沉，永久井壁可以时时跟进挖掘工作面。由此可见，本发明的支护最安全，最可靠，是现有任何施工方法都无法实现的。这不但可以从根本上消除了传统施工方式井帮超挖和欠挖的问题，以及由于井帮超挖和欠挖所造成的各种弊端，也革了“临时支护的命”，使立井施工成本进一步降低。
[0018]图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。由于本发明的施工方法不需冻结，其施工比冻结法容易，其施工方法主要采用挖掘和爆破法相结合的方式；亦可采用小型挖掘机直接挖掘。
[0019]本发明的井壁结构可以是单层的，也可以是双层的，还可以是复合的。同时，还可以采用常规无法采用的AV柔性井壁、球墨铸铁丘滨块井壁、预制块井壁、预制井壁等。这样，也可以为井壁的工厂化生产创造了条件。本发明浇铸井壁的混凝土还可以采用常规无法采用的高性能混凝土，如C70?CllO的高标号混凝土。这样，井壁的强度可以大幅度提高，井壁的厚度可以减薄，井壁在复杂地质条件下的承载能力大幅加强，适用范围拓宽。
[0020]为了能清楚地分辨本发明的井壁浇铸特征，特提供掘砌混合施工方法的井壁砌铸示意图(参考附图)加以说明:
[0021]其中:⑴锁口盘、⑵地面基准面、(3)井壁、(4)井帮、(5)井壁接茬处、(6)井壁浇铸处、(7)模板、(8)掘进工作面。
[0022]锁口盘⑴是I井壁浇铸的起始点，井壁浇铸的方向是至上而下，既下行铸壁，井壁接茬为负接茬。其模板(7)也为单面下行内模板，没有外模板，井壁的外径面直接浇铸在凹凸不平的井帮(4)上，这样就使井壁的柔性“基本消失”，井壁应对局部应力的能力大幅降低乃至消除，至使井壁损坏率高。现有井壁损坏80%为局部应力损坏。
[0023]与本发明附图1相比，就可以看出，本发明的井壁浇铸点⑴在地面基准点正负零的上方，壁座(8)就是井壁浇铸的起始点，井壁浇铸的方向为上行铸壁，正浇铸，正接茬。与现有掘砌混合施工方法的井壁浇铸方向相反。
[0024]本发明不但为井壁浇铸改善了施工环境，而且也为井壁浇铸实现了专一化、专业化和连续化的正浇铸，为井壁无接茬浇铸、连续浇铸创造了条件，实现了井壁浇铸的无接茬式、连铸式，使井壁浇铸真正实现了 “一体化”。又由于本发明的施工方法无需冻结，为井壁浇铸后的养生提供了良好的条件和环境。因此，井壁的强度可以得到极大的提高，可比现有井壁的强度提高2至5倍。同时，还可以大幅提高井壁的柔性，使井壁受局部应力损坏的能力大幅提尚。
[0025]由于本发明井壁浇铸的模板(2)采用内外双层模板，井壁内外面均实现了光滑平整，井壁承受井帮(12)由于失水等原因沉降的“负压力”的能力大幅增强，使井壁由“负压力”造成井壁损坏的几率大幅降低乃至消除。使现在广泛应用的既难有预定效果，又难以施工的“可缩井壁”可以下岗了。
[0026]为了最大限度的减少井帮下沉的“负压力”影响，本发明的井壁的壁后充填，采用沙子、石子等无粘合力的材料，以最大限度的减少岩土下沉对井壁的影响。
[0027]本发明的掘砌分开、独立施工的施工方法，全面克服了以掘砌混合作业方式为