CN100516461C - 冻结井可缩性井壁接头及其施工方法 - Google Patents

Abstract

冻结井可缩性井壁接头及其施工方法，其特征是设置断面呈“工”字结构的圆环形筒状体，顶部为上法兰盘、底部为下法兰盘，上法兰盘和下法兰盘之间是用于承载纵向力的至少两圈环状立板，在圆环形筒状体的外周，跨接在上法兰盘和下法兰盘之间的是承载水平压力的弧形板，在圆环状筒体的内周，位于内层立板上，开设有沥青注入口，各圈环状立板上分别开设有贯通的沥青注入孔。通过在沿冻结井井壁竖向设置若干本发明接头，可有效降低竖向作用在井壁上的附加力，确保井筒安全，有效地防止井壁破裂。

Description

冻结井可缩性井壁接头及其施工方法

技术领域：

本发明涉及冻结井井壁接头，更具体地说是一种用于深厚冲积层中采用冻结法施工的煤矿立井井筒、设置在井筒内层或外层井壁中、使井壁形成可缩性井壁结构的接头及接头的施工方法。

背景技术：

自1987年以来，在淮北、徐州、大屯、兖州、永夏和东荣等矿区相继发生了70多个煤矿立井井筒破裂事故，主要为冻结法施工的井筒。现有研究成果表明：这些井筒破坏的主要原因是由于这些矿区的底部含水层直接覆盖在煤系地层之上，随着矿井建设和生产的进行，表土含水层的水位逐渐下降，加之冻结壁的融沉，土体中有效应力逐渐增加，从而引起井筒周围土层固结沉降，施加给井筒一个相当大的竖向附加力，随着地层的沉降，竖向附加力逐渐增大，最终导致井壁因强度不足而破坏。

发明内容：

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种能长期有效地防止井壁破裂的冻结井可缩性井壁接头及其施工方法。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

本发明冻结井可缩性井壁接头，其特征是设置断面呈″工″字结构的圆环形筒状体，顶部为上法兰盘、底部为下法兰盘，在所述上法兰盘和下法兰盘之间是用于承载纵向力的至少两圈环状立板，在所述圆环形筒状体的外周，跨接在上法兰盘和下法兰盘之间的是承载水平压力的弧形板，在所述圆环状筒体的内周，位于内层立板上，开设有沥青注入口，各圈环状立板上分别开设有贯通的沥青注入孔。

本发明所述的接头的结构特点也在于：

在所述下法兰盘的底部固联钢垫板，所述钢垫板的外缘为齿状，内缘上开设有混凝土振捣孔。

在所述钢垫板的底部和上法兰盘的顶部，分别设置防水钢圈。

本发明接头施工方法的特点其特征是在其整圈沿圆周方向上分设为若干节，在每节之间焊接连接；其中上法兰盘和钢垫板与井壁中的钢筋之间进行焊接；每节中都设置有与沥青注入口连通的沥青注入管，焊接组装完成后，通过沥青注入管灌注热沥青；再进行注浆养护。

本发明通过在井筒沿竖向放置可缩性井壁接头，当作用在井壁上的附加力达到设定临界值时，可缩性井壁接头便产生压缩变形，使积聚在井壁内的竖向应力得以释放，从而可防止井壁破坏。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明通过在沿冻结井井壁竖向设置若干个可缩性接头，可有效降低竖向作用在井壁上的竖向附加力，确保井筒安全。试验和现场分析表明，冻结井可缩性井壁接头具有良好的竖向可缩性、很高的可卸压能力、可靠的防水及防漏性能。当井筒穿越冲积层越厚时，这些特点更加明显。该项技术的实施，不仅能够有效的防止井壁因竖向附加力产生破坏，而且节省了后期修复破坏井筒的费用，从而降低了井筒总造价。

2、本发明具有广泛的实用性。

3、本发明接头与井壁同步施式，其方法简单易于实施。

附图说明：

图1为本发明截面图。

图2本发明立面图。

图3为本发明下部钢垫板平面图。

图中标号：1上法兰盘、2下法兰盘、3环状立板、4弧形板、5内层立板、6沥青注入口、7沥青注入孔、8钢垫板、9混凝土振捣孔、10防水钢圈、11井壁。

以下通过具体实施方式对本发明作进一步描述：

具体实施方式：

参见图1、图2，设置断面呈“工”字结构的圆环形筒状体，顶部为上法兰盘1、底部为下法兰盘2，在上法兰盘1和下法兰盘2之间是用于承载纵向力的至少两圈环状立板3，在圆环形筒状体的外周，跨接在上法兰盘1和下法兰盘2之间的是承载水平压力的弧形板4，在圆环状筒体的内周，位于内层立板5上，开设有沥青注入口6，各圈环状立板3上分别开设有贯通的沥青注入孔7。

具体实施中，图1、图3所示，在下法兰2的底部固联钢垫板8，钢垫板8的外缘为齿状，相邻齿状之间预留的空间可用来振捣混凝土，内缘上也开设有混凝土振捣孔9。图1、图2所示，在钢垫板8的底部和上法兰盘1的顶部，分别设置防水钢圈10，可防止地下水的渗入。

具体实施中，接头竖向临界荷载应小于井壁临界荷载，即接头应在井壁11发生破裂之前产生压缩，使得井壁11的内部应力得以释放，从而防止井壁11造到破坏。

为使得冻结井可缩性井壁接头防止井壁破坏的特点得到更好的发挥，接头设置在井筒内层井壁居多。可缩性井壁接头的施工与井壁11施工同步。

具体实施中，可缩性接头根据井筒深度及所穿越土层情况可以在井筒中串联设置为多个。

具体施工过程中，接头在其整圈沿圆周方向上分设为若干节，每节由钢板焊接而成；其中上法兰盘1和钢垫板8与内层井壁11中的钢筋之间进行焊接；每节中都设置有与沥青注入口连通的沥青注入管，钢板焊接组装完成后，通过沥青注入管灌注热沥青；再进行注浆养护。

Claims (4)

1、冻结井可缩性井壁接头，设置断面呈“工”字结构的圆环形筒状体，顶部为上法兰盘(1)、底部为下法兰盘(2)，在所述上法兰盘(1)和下法兰盘(2)之间是用于承载纵向力的至少两圈环状立板(3)，在所述圆环形筒状体的外周，跨接在上法兰盘(1)和下法兰盘(2)之间的是承载水平压力的弧形板(4)；其特征是在所述圆环状筒体的内周，位于内层立板(5)上，开设有沥青注入口(6)，各圈环状立板(3)上分别开设有贯通的沥青注入孔(7)。

2、根据权利要求1所述冻结井可缩性井壁接头，其特征是在所述下法兰盘(2)的底部固联钢垫板(8)，所述钢垫板(8)的外缘为齿状，内缘上开设有混凝土振捣孔(9)。

3、根据权利要求2所述冻结井可缩性井壁接头，其特征是在所述钢垫板(8)的底部和上法兰盘(1)的顶部，分别设置防水钢圈(10)。

4、一种权利要求2所述冻结井可缩性井壁接头的施工方法，其特征是所述接头在其整圈沿圆周方向上分设为若干节，在每节之间焊接连接；其中上法兰盘(1)和钢垫板(8)与井壁(11)中的钢筋之间进行焊接；每节中都设置有与沥青注入口连通的沥青注入管，焊接组装完成后，通过沥青注入管灌注热沥青；再进行注浆养护。

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