CN104533425B - 一种立井整体浇筑段壁座及立井整体浇筑段壁座施工方法 - Google Patents

一种立井整体浇筑段壁座及立井整体浇筑段壁座施工方法 Download PDF

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Abstract

一种立井整体浇筑段壁座及立井整体浇筑段壁座施工方法，本发明涉及一种整体浇筑段壁座。具体涉及一种立井整体浇筑段壁座。本发明是要解决现有技术布置的探水钻机只能在井筒内壁里侧，在一定的钻孔倾角情况下，终孔位置很难超出荒径范围，形成的帷幕半径小，注浆效果差的问题。本发明所述立井整体浇筑段壁座包括井外壁、井内壁、井壁座、两个探水孔口管和止浆垫，两个探水孔口管分别埋设在止浆垫中，井壁座与井外壁相连，井壁座底端面与井内壁底端面齐平，井内壁与井外壁相连，井内壁上端面与井外壁上端面齐平。本发明还涉及一种立井整体浇筑段壁座施工方法。本发明用于立井施工。

Description

一种立井整体浇筑段壁座及立井整体浇筑段壁座施工方法
技术领域
本发明涉及整体浇筑段壁座及立井整体浇筑段壁座施工方法领域，特别涉及一种立井整体浇筑段壁座及立井整体浇筑段壁座施工方法领域。
背景技术
现有技术在壁座掘进达到设计高度后，即进行止浆垫浇筑，然后进行壁座浇筑及套内壁工作，下一步的探水工作只能将钻机布置在内壁侧，要保证钻孔终孔超出荒径，就要加大径向倾角，给打钻工作带来一定难度，同时钻孔深度也有一定限制，达不到理想的注浆帷幕效果。
例如12-1号井筒检查钻资料计算得井筒涌水量347.65m3/h：井筒第一段含水层涌水量为274.83m3/h，第二段含水层涌水量为41.39m3/h，第三段含水层涌水量14.49m3/h，井筒深部其余段涌水量16.94m3/h。根据以上数据分析，设计井筒施工方法确定采用冻结法施工，冻结深度暂定70m。穿过第二段含水层段、靠近箕斗装载硐室、马头门、油页岩段采用预注浆法施工。
井筒掘砌至冻结段结束，需要套内壁工作，然后停止冻结站运行。常规套内壁程序是：
井筒外壁掘砌施工到冻结段结束时，按照壁座的尺寸开始壁座的掘进施工，按照爆破图点出炮眼位置，打眼，爆破。壁座为内外壁整体钢筋混凝土浇筑(整体浇筑段)，因此在荒径达到设计要求后，按要求绑扎钢筋，浇筑壁座混凝土直接套内壁至临时锁口处。具体包括以下步骤：
1、井筒外壁掘砌施工到井深62m时，按照壁座的尺寸开始壁座的掘进施工，按照爆破图点出炮眼位置，打眼，爆破。
2、绑扎靠近井帮的双层钢筋，待掘壁座进段高够6.0m后，向下施工3米，开始浇筑止浆垫。
3、待止浆垫凝固后，改吊盘并绑扎壁座段内壁钢筋，组装套内壁小模板，校正后一起进行壁座混凝土浇筑，然后自下而上进行套内壁施工。由常规套内壁程序可知施工至壁座位置，浇筑止浆垫(为下一步探水做准备)，然后浇筑壁座(整体浇筑段)，进行套壁至临时锁口位置。如按此方案，探水钻机只能布置在内壁里侧，在一定的钻孔倾角情况下，终孔位置很难超出荒径范围，形成的帷幕半径小，注浆效果差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术布置的探水钻机只能在井筒内壁里侧，在一定的钻 孔倾角情况下，终孔位置很难超出荒径范围，形成的帷幕半径小，注浆效果差的问题而提出的一种立井整体浇筑段壁座及立井整体浇筑段壁座施工方法。
上述的发明目的是通过以下技术方案实现的：本发明所述一种立井整体浇筑段壁座包括井外壁、井内壁、井壁座、两个探水孔口管和止浆垫，两个探水孔口管分别埋设在止浆垫中，井壁座与井外壁相连，井壁座底端面与井内壁底端面齐平，井内壁与井外壁相连，井内壁上端面与井外壁上端面齐平。
本发明所述一种立井整体浇筑段壁座施工方法包括如下步骤：
步骤一、利用钻爆掘进的方法将井筒外壁掘砌至预定位置，即形成井外壁上段；
步骤二、在井外壁上段结束位置，向下掘出高度H2为4.0m～10.0m，外径为超出井外壁荒径0.2m～0.4m的待浇筑段井壁座；其中，荒断面掘进的方法为采用钻爆法施工，按照炮眼布置图，利用伞钻打眼，钻眼爆破；
步骤三、对待浇筑段井壁座绑扎待浇筑段井壁座外层井壁钢筋；
步骤四、在待浇筑段井壁座底口处，向下继续掘砌一模井外壁2～4m，形成井外壁下段；掘砌一模井外壁的方法为对井筒外壁绑扎一模段高2～4m外层井壁钢筋，下落段高2～4m整体下移式金属模板，校正下移式金属模板及段高2～4m外层井壁钢筋后浇筑混凝土；其中，井外壁上段和井外壁下段组成井外壁；
步骤五、在井外壁下段继续向下挖掘并浇筑厚度2m～4m，半径为6.7～13.2m的混凝土止浆垫，并紧靠外壁以探水孔口管轴线与止浆垫的底断面的夹角θ为85°～88°埋设探水孔口管；
步骤六、改吊盘并提至待浇筑段井壁座底口处；
步骤七、绑扎整体浇筑段内层井壁钢筋，并组装组合式金属模板；校正组合式金属模板及内层钢筋后浇筑混凝土形成井内壁；其中，浇筑混凝土内壁包括对待浇筑段井壁座及井内壁浇筑混凝土；对待浇筑段井壁座浇筑混凝土后形成井壁座。
发明效果
本发明基本方案为井筒掘砌至壁座位置，开始刷大断面，在壁座段围岩打上锚网喷临时支护，并喷浆，确保围岩稳定，暂不浇筑混凝土而是继续向下施工一模外壁，浇筑止浆垫，然后改吊盘进行壁座浇筑，直至套内壁至临时锁口。
在施工至壁座位置后，继续向下施工一模外壁，浇筑止浆垫，然后再进行壁座浇筑。这样探水钻机可紧靠外壁布置，终孔位置在径向上超出下部掘进荒径2.1m，形成较大的帷幕，提高了注浆段高，保证了注浆效果。
本矿井井筒施工方法采用冻结法施工，冻结深度确定为70m，冻结段以下采用预注浆法施工，采用双层井壁支护。当井筒掘砌至冻结段结束需自下而上进行套内壁工作，并进行冻结段以下岩层的探水、注浆工作。本发明通过对套内壁工艺的改进，实现了套内壁与探水注浆在工序上的合理转换，重点解决探水钻布置方法，探水深度，注浆形成帷幕范围等方面存在的问题，提高注浆效果，确保安全施工。
在取消生根双锥形大壁座后，改用一段内外井壁整体浇筑混凝土代替生根壁座获得成功。这种内外壁整体浇筑段代替壁座的方法，得到广泛应用。
附图说明
图1为具体实施方式一提出的一种立井整体浇筑段壁座结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种立井整体浇筑段壁座包括井外壁1、井内壁2、井壁座3、两个探水孔口管4和止浆垫5，两个探水孔口管4分别埋设在止浆垫5中，井壁座3与井外壁相连，井壁座底端面与井内壁2底端面齐平，井内壁2与井外壁1相连，井内壁2上端面与井外壁上端面齐平；所述的井外壁1、井内壁2和井壁座3是由混凝土和钢筋制成。
本实施方式效果：
本实施方式基本方案为井筒掘砌至壁座位置，开始刷大断面，在壁座段围岩打上锚网喷临时支护，并喷浆，确保围岩稳定，暂不浇筑混凝土而是继续向下施工一模外壁，浇筑止浆垫，然后改吊盘进行壁座浇筑，直至套内壁至临时锁口。
在施工至壁座位置后，继续向下施工一模外壁，浇筑止浆垫，然后再进行壁座浇筑。这样探水钻机可紧靠外壁布置，终孔位置在径向上超出下部掘进荒径2.1m，形成较大的帷幕，提高了注浆段高，保证了注浆效果。
本矿井井筒施工方法采用冻结法施工，冻结深度确定为70m，冻结段以下采用预注浆法施工，采用双层井壁支护。当井筒掘砌至冻结段结束需自下而上进行套内壁工作，并进行冻结段以下岩层的探水、注浆工作。本实施方式通过对套内壁工艺的改进，实现了套内壁与探水注浆在工序上的合理转换，重点解决探水钻布置方法，探水深度，注浆形成帷幕范围等方面存在的问题，提高注浆效果，确保安全施工。
在取消生根双锥形大壁座后，改用一段内外井壁整体浇筑混凝土代替生根壁座获得成功。这种内外壁整体浇筑段代替壁座的方法，得到广泛应用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的井外壁1高度为井筒冻结深度或设计套壁段高度是根据实际地质条件设计的；井外壁1的内径H4为6m～12m；井外壁1的壁厚H8为0.35～0.6m。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的井内壁2为井筒冻结深度或设计套壁段高；井内壁2内径(井筒净直径)H6为5m～10m；井内壁2的壁厚H7为0.5～1.0m。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述的井壁座3的壁厚(凸出井外壁)为0.2～0.4m，高度H2为4.0m～10.0m，以及井壁座外径H5为7.1m～14m。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：探水孔口管4轴线与止浆垫的底断面的夹角θ为85°～88°。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：一种立井整体浇筑段壁座施工方法包括如下步骤：
步骤一、利用钻爆掘进的方法将井筒外壁掘砌至预定位置(井筒冻结段深度位置或设计套壁段高位置)，即形成井外壁上段；
步骤二、在井外壁上段结束位置(井筒冻结段深度位置或设计套壁段高位置)，向下掘出高度H2为4.0m～10.0m，外径为超出井外壁荒径0.2m～0.4m的待浇筑段井壁座；其中，荒断面掘进的方法为采用钻爆法施工，按照炮眼布置图，利用伞钻打眼，钻眼爆破；钻眼爆破过程中严格按爆破设计要求施工，保证钻眼、装药、连线、放炮工作的质量，确保光爆成型；此时，不进行整体浇筑段的混凝土浇筑工作；
步骤三、采用锚网喷形式对待浇筑段井壁座进行临时支护，只针对待浇筑段井壁座位置进行临时支护；然后绑扎待浇筑段井壁座外层井壁钢筋，不进行混凝土浇筑；
步骤四、在待浇筑段井壁座底口处，向下继续掘砌一模井外壁2～4m，形成井外壁下段；其中，掘砌一模井外壁的方法与步骤一的方法一致；为对井筒外壁绑扎一模段高2～4m外层井壁钢筋，下落段高2～4m整体下移式金属模板，校正下移式金属模板及段高2～4m外层井壁钢筋后浇筑混凝土；其中，井外壁上段和井外壁下段组成井外壁1；
步骤五、在井外壁下段继续向下挖掘并浇筑厚度2m～4m，半径为6.7～13.2m的混凝土止浆垫5，并紧靠外壁以探水孔口管4轴线与止浆垫的底断面的夹角θ为85°～88°埋设探水孔口管4；
步骤六、改吊盘并提至待浇筑段井壁座底口处；
步骤七、绑扎整体浇筑段内层井壁钢筋，并组装组合式金属模板(共准备十套模板)；校正组合式金属模板及内层钢筋后浇筑混凝土形成井内壁2；其中，浇筑混凝土内壁包括对待浇筑段井壁座及井内壁浇筑混凝土；对待浇筑段井壁座浇筑混凝土后形成井壁座3。其它步骤及参数与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤一中利用钻爆掘进的方法将井筒外壁掘砌至预定位置即井筒冻结段深度位置或设计套壁段高位置具体过程为：
(1)、从地表开始井筒下掘2～4m后，对井筒外壁绑扎钢筋，并组装整体下移式金属模板，校正金属模板及外层井壁钢筋，浇筑混泥土；其中，整体下移式金属模板的高度为2～4m；
(2)、继续向下掘出2～4m，绑扎钢筋，然后下落整体下移式金属模板，校正金属模板及外层井壁钢筋，浇筑混泥土；依次类推由上至下掘砌到待浇筑段井壁座上端面位置形成井外壁上段。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤五中半径为6.7～13.2m的混凝土止浆垫4计算公式为：
Bn＝P0*r/[σ]+0.3r；
其中，P0：混凝土止浆垫注浆终压，P0＝23.75kg/cm2；[σ]：混凝土抗压强度取75％，为375kg/cm2；r：井筒荒半径；Bn为平底形止浆垫厚度(m)。其它步骤及参数与具体实施方式一至七之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤七中绑扎井内壁内层钢筋，并组装组合式金属模板(共准备十套模板)；校正金属模板及内层钢筋后浇筑混泥土形成井内壁具体过程为：
(1)、绑扎井内壁第一模内层钢筋，并组装第一模组合式金属模板(共准备十套模板)；校正组装第一模组合式金属模板及井内壁第一模内层钢筋后浇筑混泥土；其中，组合式金属模板的高度均为1.0～1.2m；
(2)、第一模组合式金属模板上方组装第二模组合式金属模板，校正第二模组合式金属模板与第二模内层钢筋，并浇筑混泥土，依次类推由下至上直到校正第十模组合式金属模板与第十模内层钢筋，并浇筑混泥土；
(3)、当金属模板组装到第十套组合式金属模板时，在辅助盘上拆除第一套组合式金属模板，拆下后用悬吊绳提升至下盘使用即在第十套组合式金属模板上方继续组装、浇筑混凝土，如此循环直至井口，形成井内壁。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤七中组装组合式金属模板使用三层吊盘为工作盘，下盘直径尺寸不变，便于支模后提升，上层盘和中 层盘可通过伸缩探梁扩大直径，探梁上用螺栓固定弧形铁板，铁板铺设须留出竖筋穿过位置，吊盘和整体浇筑段井内壁钢筋之间用丝杠固定；组装组合式金属模板工作在三层吊盘下盘进行，组装组合式金属模板吊盘提升1m，距下盘9.5m处悬吊辅助盘，用于拆模和处理井壁。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
工作原理
本发明在工作时，利用钻爆掘进的方法将井筒外壁掘砌至井筒冻结段深度位置形成井外壁上段；在井外壁上段位置，向下掘出高度H2为4.0m～10.0m的待浇筑段井壁座，井壁座3的荒径超出外壁荒径0.2～0.4m。其中，荒断面掘进的方法为采用钻爆法施工，按照炮眼布置图，利用伞钻打眼，钻眼爆破；绑扎待浇筑段壁座3外层钢筋，不进行混凝土浇筑；在待浇筑段井壁座3底口处，向下继续掘砌一模井外壁2～4m，形成井外壁下段；掘砌一模井外壁的方法为对井筒外壁绑扎一模段高2～4m外层井壁钢筋，下落段高2～4m整体下移式金属模板，校正下移式金属模板及段高2～4m外层井壁钢筋后浇筑混凝土；在井外壁下段向下施工成高度2～4m，半径为6.7～13.2m的混凝土止浆垫4，并紧靠外壁埋设探水孔口管5；改吊盘并提至待浇筑段井壁座底口处；绑扎井内壁内层钢筋，并组装组合式金属模板；校正金属模板及内层钢筋后浇筑混泥土形成井内壁2；其中，浇筑混泥土包括将待浇筑段壁座外层钢筋进行的混凝土浇筑形成井外壁中段；井外壁上段、井外壁中段和井外壁下段组成井外壁1。这种内外壁整体浇筑段代替壁座的方法，得到广泛应用。

Claims (9)

1.一种立井整体浇筑段壁座施工方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤一、利用钻爆掘进的方法将井筒外壁掘砌至预定位置，即形成井外壁上段；
步骤二、在井外壁上段结束位置，向下掘出高度H2为4.0m～10.0m，外径为超出井外壁荒径0.2m～0.4m的待浇筑段井壁座；其中，荒断面掘进的方法为采用钻爆法施工，按照炮眼布置图，利用伞钻打眼，钻眼爆破；
步骤三、对待浇筑段井壁座绑扎待浇筑段井壁座外层井壁钢筋；
步骤四、在待浇筑段井壁座底口处，向下继续掘砌一模井外壁2m～4m，形成井外壁下段；掘砌一模井外壁的方法为对井筒外壁绑扎一模段高2m～4m外层井壁钢筋，下落段高2m～4m整体下移式金属模板，校正下移式金属模板及段高2m～4m外层井壁钢筋后浇筑混凝土；其中，井外壁上段和井外壁下段组成井外壁(1)；
步骤五、在井外壁下段继续向下挖掘并浇筑厚度2m～4m，半径为6.7m～13.2m的混凝土止浆垫(5)，并紧靠外壁以探水孔口管(4)轴线与止浆垫的底断面的夹角θ为85°～88°埋设探水孔口管(4)；
步骤六、改吊盘并提至待浇筑段井壁座底口处；
步骤七、绑扎整体浇筑段内层井壁钢筋，并组装组合式金属模板；校正组合式金属模板及内层钢筋后浇筑混凝土形成井内壁(2)；其中，浇筑混凝土内壁包括对待浇筑段井壁座及井内壁浇筑混凝土；对待浇筑段井壁座浇筑混凝土后形成井壁座(3)；
所述的立井整体浇筑段壁座包括井外壁(1)、井内壁(2)、井壁座(3)、两个探水孔口管(4)和止浆垫(5)，两个探水孔口管(4)分别埋设在止浆垫(5)中，井壁座(3)与井外壁相连，井壁座底端面与井内壁(2)底端面齐平，井内壁(2)与井外壁(1)相连，井内壁(2)上端面与井外壁上端面齐平。
2.根据权利要求1所述一种立井整体浇筑段壁座施工方法，其特征在于：步骤一中利用钻爆掘进的方法将井筒外壁掘砌至井筒冻结段深度位置具体过程为：
(1)、从地表开始井筒下掘2m～4m后，对井筒外壁绑扎钢筋，并组装整体下移式金属模板，校正金属模板及外层井壁钢筋，浇筑混泥土；其中，整体下移式金属模板的高度为2m～4m；
(2)、继续向下掘出2m～4m，绑扎钢筋，然后下落整体下移式金属模板，校正金属模板及外层井壁钢筋，浇筑混泥土；依次类推由上至下掘砌到待浇筑段井壁座上端面位置形成井外壁上段。
3.根据权利要求1所述一种立井整体浇筑段壁座施工方法，其特征在于：步骤五中半径为6.7m～13.2m的混凝土止浆垫(4)计算公式为：
Bn＝P0*r/[σ]+0.3r；
其中，P0：混凝土止浆垫注浆终压，P0＝23.75kg/cm2；[σ]：混凝土抗压强度取75％，为375kg/cm2；r：井筒荒半径；Bn为平底形止浆垫厚度。
4.根据权利要求1所述一种立井整体浇筑段壁座施工方法，其特征在于：步骤七中绑扎井内壁内层钢筋，并组装组合式金属模板；校正金属模板及内层钢筋后浇筑混泥土形成井内壁具体过程为：
(1)、绑扎井内壁第一模内层钢筋，并组装第一模组合式金属模板；校正组装第一模组合式金属模板及井内壁第一模内层钢筋后浇筑混泥土；其中，组合式金属模板的高度均为1.0m～1.2m；
(2)、第一模组合式金属模板上方组装第二模组合式金属模板，校正第二模组合式金属模板与第二模内层钢筋，并浇筑混泥土，依次类推由下至上直到校正第十模组合式金属模板与第十模内层钢筋，并浇筑混泥土；
(3)、当金属模板组装到第十套组合式金属模板时，拆除第一套组合式金属模板，拆下后在第十套组合式金属模板上方继续组装、浇筑混凝土，如此循环直至井口，形成井内壁。
5.根据权利要求1所述一种立井整体浇筑段壁座施工方法，其特征在于：步骤七中组装组合式金属模板使用三层吊盘为工作盘，吊盘和整体浇筑段井内壁钢筋之间用丝杠固定；组装组合式金属模板工作在三层吊盘下盘进行，组装组合式金属模板吊盘提升1m。
6.根据权利要求1所述一种立井整体浇筑段壁座施工方法，其特征在于：所述的井外壁(1)的内径H4为6m～12m；井外壁(1)的壁厚H8为0.35m～0.6m。
7.根据权利要求1所述一种立井整体浇筑段壁座施工方法，其特征在于：所述的井内壁(2)内径H6为5m～10m；井内壁(2)的壁厚H7为0.5m～1.0m。
8.根据权利要求1所述一种立井整体浇筑段壁座施工方法，其特征在于：所述的井壁座(3)的壁厚为0.2m～0.4m，高度H2为4.0m～10.0m，以及井壁座外径H5为7.1m～14m。
9.根据权利要求1所述一种立井整体浇筑段壁座施工方法，其特征在于：所述探水孔口管(4)轴线与止浆垫的底断面的夹角θ为85°～88°。
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