一种新的立井施工方法_2

文档序号:8443350阅读:来源:国知局
代表的传统施工方法井壁接茬多、成井质量差(下行铸壁)、井壁强度低、“泄漏淋水”等无法解决的弊端。
[0028]本发明的施工方法施工的井壁浇铸的内、外模板(2),既可以采用液压滑升式,也可以采用倒板式。
[0029]二、疏水降压和井壁密封:
[0030]这一部分是为了解决挖掘工作面(10)的水患危害,保证施工安全,并尽可能的提供相对较干的施工环境。
[0031]如图1所示的疏水降压井(9)的数量和井径可以根据水文地质井检涌水量确定。它的设计可以参照矿井排水标准,并要有一定的备用疏水能力,以保证疏水降压效果和安全可靠程度。
[0032]压力检测孔(6)即可检测壁后水压力,又可疏水(必要时还可注浆)。
[0033]井壁余隙(5),井壁余隙是为了井壁垂直度调整时井壁要有一定的活动量。为了保证余隙的长期作用与效果,余隙内需注入浓度较大的泥浆护壁,并要随时观测泥浆浆位高低和泥浆失水状况。井壁余隙的大小可根据地质状况确定,以能保证井壁的自由度为宜。
[0034]余隙密封(7),余隙密封可根据需要采用一道或数道柔性密封。
[0035]壁座(8),壁座(8)的外径面与底平面和与岩土的接触面构成了壁座的接触密封。壁座的接触密封和余隙的柔性密封及余隙泥浆构成了井壁密封系统,用于封堵井壁余隙水串入挖掘工作面。疏水降压措施和井壁密封系统共同组成了挖掘工作面水患危害的安全保障系统。
[0036]综上所述,本发明的水患安全保证系统由五大措施所构成,既井内排水设施(实施例中加以说明)、井外疏水降压设施、井壁余隙(7)的柔性密封设施、壁座(8)的接触密封及注浆密封设施所构成。与常规相比,水患的安全保障措施的可靠性大幅提高,使挖掘工作面的施工更安全,保障系统更可靠。
[0037]三、井帮加固:
[0038]壁座⑶下部的注浆孔(11)分两部分组成,其中上部注浆孔注润滑剂,润滑剂一般采用水,也可以根据需要注润滑油、润滑脂等。还可以注入加固材料,如水泥浆、化学浆等加固材料加固井帮。下部注浆孔是为了井帮能坍塌和泄漏的部位随时注浆,用以加固井帮,防止井帮坍塌和泄漏。如松散土层、松散沙层、沙砾层以及基岩层等部位,都要随时注浆加固或注浆密封。以上构成了井帮加固系统,用于保证井壁余隙的长期作用与效果。
[0039]对井帮(12)的加固注浆,采用地面注浆泵(通过井内注浆管)与壁座⑶的注浆孔11直接注浆(注浆量较大时采用)。注浆量较小时,采用小型工作面注浆机注浆。这两种注浆方式均为“精准注浆”,效果直观可靠。既降低了注浆成本,又大量减少了注浆时间。改变了现有常规地面注浆“大水漫灌”的粗放注浆方式。
[0040]现有施工方法在工作面注浆,通常需要浇铸止浆垫,又由于永久井壁强度低,难以承受注浆压力,既难以达到注浆效果,也实现不了随时注浆堵水。如若在透水或突水的情况下,注浆堵水就更加艰难,需要在水压达到“动静平衡”以后,才能在水下浇铸止浆垫。然后,再排水注浆,其工期需要几个月甚至更长。由于永久井壁强度低等原因,其注浆效果难以保证,有的甚至造成施工报废。
[0041]由于本发明的施工方法,其永久井壁可以时时跟进挖掘工作面,利用壁座(8)的注浆孔(11)做止浆垫,不需做任何准备,既可根据需要随时注浆。这种随时直接的“精准注浆”方法即可称为“直注式”。
[0042]上述的所示的直注式精准注浆,既可用于加固井帮,又可用于保障挖掘工作面的水患危害。
[0043]四、井壁垂直度调整:
[0044]井壁垂直度的调整分上下两部分组成。上部由图1所示的井壁调正装置(3)组成,井壁调正装置(3) —般采用液压式、也可以采用机械式。它的数量可以采用4组、6组、8组等,可根据需要而定。一般情况下,应尽可能的将井壁调整在井壁余隙中心。
[0045]下部井壁垂直度调整,主要是通过挖掘施工工艺调整壁座(8)的相对位移来实现。因为有井壁余隙的存在,井壁始终会有自由度,这样只要调整壁座的相对位置,就可以随时调整井壁的垂直度。也就是说,在井壁挖掘沉降“动”的过程中随时进行纠偏。需要特别强调地是挖掘工作面(10)的施工,必需以保证井壁垂直度为中心,特别是当施工到巨厚膨胀性粘土层时,必需以最小的垂直度误差进入粘土层,当膨胀性粘土将井壁余隙(5)的间隙膨胀封严以后,将井壁余隙(5)内注入润滑脂或润滑油,以防井壁被巨厚膨胀性粘土膨胀层抱住。并保证随时调整井壁垂直度的功能。
[0046]本发明的实施例:
[0047]本发明的实施例选择一个常规施工难度大、井径大、涌水量大和有巨厚膨胀性粘土的立井为例加以说明:
[0048]该立井设计井筒深度677.85M,井筒净直径8M,井壁原设计为双层内钢板束服钢筋混凝土复合井壁,壁厚I.6M,内层井壁0.8M,外层井壁0.8M。
[0049]经与设计部门协商,采用本发明的井壁施工方案,既内、外井壁采用“同铸式”的施工方案。既改变了内、外井壁分别浇铸的繁琐模式,也节省了井壁浇铸的工时,又可大幅大幅提高了井壁的质量。同时,还根据不同埋深井壁的受力不同,采用“匀变径”措施,以达到科学节省井壁浇铸材料。降低井壁浇铸成本的目的。
[0050]浇铸井壁的内、外模板(2)均采用贴膜措施,这样,既可解决不用“定时脱模”的问题,又可使内外井壁更加光滑。
[0051]由于本发明的施工方法不用冻结,为井壁的自然养生创造了良好条件和环境,可以减少或不用“早强剂”,既减少了混凝土的成本,也可大幅提高了井壁的强度。
[0052]经与设计部门协商,内层井壁的“内钢板束服取消”,井壁的厚度由1.6M减少至IM0内、外井壁均采用钢筋混凝土井壁,改变内、外井壁的厚度比,既内经壁厚0.3M,外井壁的厚度0.7M。外井壁从埋深400M处采取外井壁“匀变径”措施至地面基准面,地面井壁的最终厚度为0.6M。浇铸井壁的混凝土由C25#提高到C50#。虽然混凝土的浇铸量减少了65%,但井壁的综合强度却可以提供两倍以上,确保了井壁的综合受力要求。
[0053]壁座(8)的直径等于井壁直径(4)加余隙(5),既壁座直径大于井壁才有余隙。壁座的厚度可以比井壁薄,一般壁座厚度取井壁厚度的1/2?1/3之间为宜,壁座的厚度选择主要考虑岩土的强度,以能防止井壁自沉为宜。本实施例壁座厚度选择井壁厚度的三分之
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[0054]施工设施简述:以改变常规为主。
[0055]井筒施工吊盘三层(吊盘分层次序至上而下),第一层主要安装较大容积的临时储水箱。第二层安装三台串联式PM-300型杂质泵。第三层安装中心回转抓岩机、小型工作面注浆机等。吊盘固定在永久井壁上,吊盘安全钢丝绳做稳绳,并有稳车牵引。井壁需悬吊四趟管路,其中,两趟排水管路,一趟压风管路,一趟射流管路(兼做地面临时注浆)。这四趟管路均为永久管路,需要根据设计标准安装,并要尽可能使这四趟管路在井壁上的重量分布均衡,以利于井壁的垂直度调整。
[0056]凿井井架采用矿方永久井架。井壁浇铸需按设内、外操作平台,内操作平台为双层,以备井壁管路安装做操作平台,内外操作平台同步移动,业可不同步移动,并有稳车牵弓I。内操作台兼做井筒安全盖。
[0057]提升
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