CN107191188A - 基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构、施工装置及方法 - Google Patents
基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构、施工装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107191188A CN107191188A CN201710611289.4A CN201710611289A CN107191188A CN 107191188 A CN107191188 A CN 107191188A CN 201710611289 A CN201710611289 A CN 201710611289A CN 107191188 A CN107191188 A CN 107191188A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slip casting
- water
- section
- bearing layer
- rock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 89
- 238000007569 slipcasting Methods 0.000 title claims abstract description 80
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 230000008685 targeting Effects 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 9
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011440 grout Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 20
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 18
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 16
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 15
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 15
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 12
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 12
- 239000011083 cement mortar Substances 0.000 claims description 9
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 9
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims description 4
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 3
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 241000537371 Fraxinus caroliniana Species 0.000 claims 1
- 235000010891 Ptelea trifoliata Nutrition 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 claims 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 7
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D1/00—Sinking shafts
- E21D1/10—Preparation of the ground
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D5/00—Lining shafts; Linings therefor
- E21D5/11—Lining shafts; Linings therefor with combinations of different materials, e.g. wood, metal, concrete
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，涉及不良地层的立井井壁结构及施工方法。特点是，井筒周围设定位靶向注浆钻孔、孔口管、注浆段、外壁和内壁；定位靶向注浆钻孔以井筒中心为圆心、沿井筒荒径线圆周2m外成对均匀布置并垂直地面，至少设置8个定位靶向注浆钻孔；孔口管置在定位靶向注浆钻孔内，水泥浆液由靶向注浆钻孔注入，扩充至钻孔周围5～10m基岩段不良含水层中，凝固成注浆段，注浆段分层设在基岩段所处的不良含水层内；所述的外壁为不小于300mm厚的钢筋混凝土，内壁为不小于600mm厚的钢筋混凝土。优点是构思新颖，结构简单，稳定可靠，承载力高，堵水效果好，施工快速，方便，能够实现井筒快速掘砌，节省费用。
Description
技术领域：
本发明属于矿井立井建设技术领域，尤其涉及不良地层的立井井壁结构及施工方法。
背景技术
立井是地下采矿联系地下与地表的重要提升、通风、运输、排水及人员安全通道，井筒与地表直接相连，直接承受井筒提升设施的全部荷载，为此，必须确保立井井筒结构具有足够的承载力和抗变形能力。
随着采矿业的迅速发展，地下采矿所占的比例越来越大，立井越来越深、穿过的地层越来越复杂，尤其是立井井筒基岩段处于不良含水层为强风化层、中风化层和富水层，其中，强风化层和中风化层属于弱含水层，裂隙发育程度存在差异，下部为强含水层。不良含水层原岩成分以凝灰质为主，受强风化作用多变化为高岭土等黏土矿物，呈松散土状或呈残块状，见空气或遇水则解体呈松散状，裂隙透水，涌水量大，井筒无法下掘、支护。
现在，立井井筒基岩段处于不良含水层的常规方法为冷冻法或井筒工作面注浆法。冷冻法是从地表钻一圈或两圈冻结孔至稳定岩层或井筒底部10m～20m，在冻结孔内全孔设置冻结钢管，在地表布置冷冻站，通过冻结钢管将制冷液循环输送至冻结孔底，从而达到冻结井筒周身围岩，达到防渗水加固围岩的目的。存在缺陷是，该方法冷冻系统装备工期长、造价高、耗电量大。井筒工作面注浆法，是井筒工作面快接近不良含水层时，停止掘进，留10m左右止浆岩冒或浇筑混凝土止浆垫，在井筒工作面内布置钻孔，进行工作面注浆。存在缺陷是，该方法采用的注浆泵功率小，注浆能力低，注浆材料消耗少，很难堵住裂隙通道里的水，井筒开挖后，涌水量仍然很大，裂隙涌水带动围岩坍塌，造成灾害。实践表明，该两种方法均存在缺陷，无法满足井筒掘砌和承载力的要求。因此，寻求更为合理的一种基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构及施工方法迫在眉睫。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构及施工方法，该结构简单、稳定、可靠、施工快速，能保证立井井筒的稳定性。
基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，包括在不良含水层中设置的井筒，其特点是，所述的井筒周围设置定位靶向注浆钻孔、孔口管、注浆段、外壁和内壁；所述的定位靶向注浆钻孔，以井筒中心为圆心沿井筒荒径线圆周2m外成对均匀布置并垂直地面，全井至少设置8个定位靶向注浆钻孔；所述的孔口管设置在定位靶向注浆钻孔内，水泥浆液由靶向注浆钻孔注入，扩充至钻孔周围5～10m基岩段裂隙发育的不良含水层中，凝固成注浆段，注浆段分层设置在基岩段所处的不良含水层内,堵住裂隙，加固围岩；所述的外壁为不小于300mm厚的钢筋混凝土，内壁为不小于600mm厚的钢筋混凝土。
进一步改进，所述的定位靶向注浆钻孔，是利用钻机从地面往下垂直钻成，深度应穿过不良含水层下端10m厚度，孔口管段钻孔直径不小于250mm、下部钻孔直径不小于133mm。
进一步改进，所述的孔口管采用异径结构形式，其中垂深0～10m段，管材规格为φ219×6mm；垂深10～30m段，管材规格为φ159×5mm。
进一步改进，所述的注浆段的注浆材料根据地层的围岩破碎程度、裂隙发育情况及用水量选择黏土水泥浆液/超细水泥浆；注浆压力为所在高度位置静水压力的2.5～4倍；段高30m～50m，根据揭露地层情况而定。
进一步改进，所述的黏土水泥浆液水灰的重量比取值范围为1.2～1.5，超细水泥浆水灰重量比取值范围为0.8～1.0；所述的超细水泥浆由水泥加水、食盐、三乙醇胺配制而成，三乙醇胺加入量为水泥重量的0.5‰，食盐加入量为水泥重量的5‰；所述的水泥为普通硅酸盐P·O42.5；水玻璃为28～40Be；黏土的含砂量小于5％。
进一步改进，所述的注浆材料通过8个定位靶向注浆钻孔在基岩段不良含水层向荒径外扩散5～10m，堵住裂隙水，加固围岩。
进一步改进，所述的外壁混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
进一步改进，所述的内壁混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置单层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构施工装置，其特点是包括原浆池、贮浆池、清水池、水玻璃池和成对设置的水泥罐、泥浆泵、一级搅拌罐、二级搅拌罐、高压注浆泵，就近设在井筒附近；原浆池和贮浆池管道直接；一级搅拌罐进料口由管道与水泥罐连接，由管道、泥浆泵连接贮浆池，由管道与清水池连接，配入适量的水泥、泥浆和清水；二级搅拌罐进料口与一级搅拌罐出料口管道连接，由管道与水玻璃池连接，一级搅拌罐的水泥浆再加入水玻璃，在二级搅拌罐中继续搅拌，二级搅拌罐出料口与高压注浆泵、定位靶向注钻孔管道相连接，高压注浆泵将水泥浆高压注入钻孔内。
基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构施工方法，按如下步骤进行：
1、标定定位靶向注浆立井井壁结构施工线 按照设计坐标在地表标定出井筒中心点，根据井筒中心点和设计的井筒净直径和支护厚度标定出井筒净径线和荒径线；沿井筒荒径线外2m圆周至少对称均匀布置8个垂直地面的定位靶向注钻孔，钻孔直径不小于250mm，深度应穿过不良含水层厚度下端10m，连续编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#，将8个孔分成两组，第一组为1#、3#、5#、7#，第二组为2#、4#、6#、8#；先施工第一组钻孔，根据场地大小，同时施工2/4个钻孔；
2、设置注浆站 在地面适当就近位置就近设置注浆站，共设两套注浆系统，包括两个水泥罐、一个原浆池、一个贮浆池、一个清水池、一个水玻璃池、两个泥浆泵、两个一级搅拌罐、两个二级级搅拌罐、两个注浆泵；
3、安装钻机 按设计要求进行场平，在标定的孔位上方安装工字钢底盘，在底盘上安装钻机及钻塔；
4、钻孔及设孔口管 采用φ250mm钻头向下钻进40.5m，在钻孔内下放设置长10m、直径φ219×6mm和长30m、直径φ159×5mm的异径结构孔口管，向孔口管内注入水灰重量比为0.6:1的水泥浆，直至孔口返浆为止；经24小时养护，扫口至原来深度进行压水试验，检查固结质量，如发现漏水现象，应再次进行注浆固结；
5、设置止浆塞 采用φ133mm复合片钻头无芯向下钻进至第一注浆段，在孔口管段设置KWS型止浆塞；
6、压水试验 通过钻杆向钻孔内注水，进行压水试验，符合设计标准后，方可进行高压注浆；
7、高压注浆 按设计比例制备水泥黏土浆液，通过钻杆向钻孔内高压注浆，达到注浆设定压力，稳定时间20min，达到或接近设计注浆量后，该段注浆结束；
8、扫口，重复5、6、7步骤进入下一注浆段施工，KWS型止浆塞设置在注浆段上部稳定岩层中；
9、开挖井筒 在井筒设计的荒径线范围内自上而下逐次分段开挖井筒，每次开挖深度不大于4m；
10、浇筑井筒外壁钢筋混凝土 自上而下浇筑井筒外壁钢筋外壁，直至注浆段底部；混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
11、浇筑井筒内壁钢筋混凝土 从注浆段底部自下而上连续浇筑井筒内壁钢筋混凝土，直至井口地表；混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm；
12、拆除施工装置，施工结束。
与现有技术相比，优点是构思新颖，结构简单，稳定可靠，注浆段护卫基岩段井筒，承载力高，堵水效果好，施工快速，方便，能够实现井筒快速掘砌，节省费用。
附图说明
下面对照附图对本发明作进一步说明。
图1基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构平面示意图。
图2是图1之B－B剖面井壁结构示意图
图3是孔口管剖面示意图。
图4是图1之施工装置结构示意图。
图中：1、井筒中心 2、净径线 3、荒径线 4、钻孔 5内壁 6、外壁 7、孔口管 8、水泥浆 9、注浆段 10钻机 11、止浆塞 12、钻杆 13、原浆池 14、贮浆池 15、泥浆泵 16、清水池17、水泥罐 18、一级搅拌罐 19、水玻璃池 20、二级搅拌罐 21、高压注浆泵 22、含水地层
具体实施方式
由图1、图2、图3可以看出，基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，包括在不良含水层中设置的井筒，井筒1周围设置定位靶向注浆钻孔4、孔口管7、注浆段9、外壁6和内壁5；定位靶向注浆钻孔，以井筒中心1.1(图中未标注)为圆心沿井筒荒径线3圆周2m外成对均匀布置并垂直地面，全井至少设置8个定位靶向注浆钻孔；所述的孔口管设置在定位靶向注浆钻孔内，水泥浆液由靶向注浆钻孔注入，扩充至钻孔周围8m基岩段裂隙发育的不良含水层中，凝固成注浆段，注浆段分层设置在基岩段所处的不良含水层22内，堵住裂隙，加固围岩；所述的外壁为350mm厚的钢筋混凝土，内壁为700mm厚的钢筋混凝土。
由图1、图2、图3可以看出，所述的定位靶向注浆钻孔，是利用钻机10从地面往下垂直钻成，深度应穿过不良含水层下端10m厚度，孔口管段钻孔直径350mm、下部钻孔直径145mm。
由图1、图2、图3可以看出，所述的孔口管采用异径结构形式，其中垂深0～10m段，管材规格为φ219×6mm；垂深10～30m段，管材规格为φ159×5mm。
由图1、图2、图3可以看出，所述的注浆段的注浆材料根据地层的围岩破碎程度、裂隙发育情况及用水量选择黏土水泥浆液/超细水泥浆；注浆压力为所在高度位置静水压力的3倍；段高45m，根据揭露地层情况而定。
由图1、图2、图3可以看出，所述的黏土水泥浆液水灰重量比取值范围为1.3，超细水泥浆水灰重量比取值范围为0.9；所述的超细水泥浆由水泥加水、食盐、三乙醇胺配制而成，三乙醇胺加入量为水泥重量的0.5‰，食盐加入量为水泥重量的5‰；所述的水泥为普通硅酸盐P·O42.5；水玻璃为28～40Be；黏土的含砂量小于5％。
由图1、图2、图3可以看出，所述的注浆材料通过8个定位靶向注浆钻孔在基岩段不良含水层向荒径外扩散8m，堵住裂隙水，加固围岩。
由图1、图2、图3可以看出，所述的外壁混凝土标号C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径25mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径22mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
由图1、图2、图3可以看出，所述的内壁混凝土标号不小于C30，混凝土内布置单层钢筋，受力筋直径25mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径22mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
由图1、图2、图3可以看出，基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构施工装置，其特点是包括原浆池13、贮浆池14、清水池16、水玻璃池19和成对设置的水泥罐17、泥浆泵15、一级搅拌罐18、二级搅拌罐20、高压注浆泵21，就近设在井筒附近；原浆池和贮浆池管道直接；一级搅拌罐进料口由管道与水泥罐连接，由泥浆泵连接贮浆池，由管道与清水池连接，配入适量的水泥、泥浆和清水；二级搅拌罐进料口与一级搅拌罐出料口管道连接，由管道与水玻璃池连接，一级搅拌罐的水泥浆再加入水玻璃，在二级搅拌罐中继续搅拌，二级搅拌罐出料口与高压注浆泵、定位靶向注钻孔管道相连接，高压注浆泵将水泥浆高压注入钻孔内。
基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构施工方法，按如下步骤进行：
1、标定定位靶向注浆立井井壁结构施工线 按照设计坐标在地表标定出井筒中心点，根据井筒中心线1.1和设计的井筒净直径和支护厚度标定出井筒净径线和荒径线；沿井筒荒径线外2m圆周至少对称均匀布置8个垂直地面的定位靶向注钻孔，钻孔直径不小于250mm，深度应穿过不良含水层厚度下端10m，连续编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#，将8个孔分成两组，第一组为1#、3#、5#、7#，第二组为2#、4#、6#、8#；先施工第一组钻孔，根据场地大小，同时施工2/4个钻孔；
2、设置注浆站 在地面适当就近位置就近设置注浆站，共设两套注浆系统，包括两个水泥罐、一个原浆池、一个贮浆池、一个清水池、一个水玻璃池、两个泥浆泵、两个一级搅拌罐、两个二级级搅拌罐、两个注浆泵；
3、安装钻机 按设计要求进行场平，在标定的孔位上方安装工字钢底盘，在底盘上安装钻机及钻塔；
4、钻孔及设孔口管 采用φ250mm钻头向下钻进40.5m，在钻孔内下设置长10m，直径φ219×6mm和长30m直径φ159×5mm的异径结构孔口管，向孔口管内注入水灰重量比为0.6:1的水泥浆，直至孔口返浆为止；经24小时养护，扫口至原来深度进行压水试验，检查固结质量，如发现漏水现象，应再次进行注浆固结；
5、设置止浆塞 采用φ133mm复合片钻头无芯向下钻进至第一注浆段，在孔口管段设置KWS型止浆塞；
6、压水试验 通过钻杆向钻孔内注水，进行压水试验，符合设计标准后，方可进行高压注浆；
7、高压注浆 按设计比例制备水泥黏土浆液，通过钻杆向钻孔内高压注浆，达到注浆设定压力，稳定时间20min，达到或接近设计注浆量后，该段注浆结束；
8、扫口，重复4、5、6、7步骤进入下一注浆段施工，KWS型止浆塞设置在注浆段上部稳定岩层中；
9、开挖井筒 在井筒设计的荒径线范围内自上而下逐次分段开挖井筒，每次开挖深度3.5m；
10、浇筑井筒外壁钢筋混凝土 自上而下浇筑井筒外壁钢筋外壁，直至注浆段底部；混凝土为标号C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径25mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径22mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
11、浇筑井筒内壁钢筋混凝土 从注浆段底部自下而上连续浇筑井筒内壁钢筋混凝土，直至井口地表；混凝土为标号C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径25mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径22mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
12、拆除施工装置，施工结束。
Claims (10)
1.基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，包括在不良含水层中设置的井筒，其特点是，所述的井筒(1)周围设置定位靶向注浆钻孔(4)、孔口管(7)、注浆段(9)、外壁(6)和内壁(5)；所述的定位靶向注浆钻孔，以井筒中心(1.1)为圆心沿井筒荒径线(3)圆周2m外成对均匀布置并垂直地面，全井至少设置8个定位靶向注浆钻孔；所述的孔口管设置在定位靶向注浆钻孔内，水泥浆液压由靶向注浆钻孔注入，扩充至钻孔周围5～10m基岩段裂隙发育的不良含水层中，凝固成注浆段，注浆段分层设置在基岩段所处的不良含水层(22)内，堵住裂隙，加固围岩；所述的外壁为不小于300mm厚的钢筋混凝土，内壁为不小于600mm厚的钢筋混凝土。
2.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的定位靶向注浆钻孔，是利用钻机(10)从地面往下垂直钻成，深度应穿过不良含水层下端10m厚度，孔口管段钻孔直径不小于250mm、下部钻孔直径不小于133mm。
3.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的孔口管(7)采用异径结构形式，其中垂深0～10m段，管材规格为φ219×6mm；垂深10～30m段，管材规格为φ159×5mm。
4.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的注浆段的注浆材料根据地层的围岩破碎程度、裂隙发育情况及用水量选择黏土水泥浆液/超细水泥浆；注浆压力为所在高度位置静水压力的2.5～4倍；段高30m～50m，根据揭露地层情况而定。
5.根据权利要求4所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的黏土水泥浆液水灰的重量比取值范围为1.2～1.5，超细水泥浆水灰重量比取值范围为0.8～1.0；所述的超细水泥浆由水泥加水、食盐、三乙醇胺配制而成，三乙醇胺加入量为水泥重量的0.5‰，食盐加入量为水泥重量的5‰；所述的水泥为普通硅酸盐P·O42.5；水玻璃为28～40Be；黏土的含砂量小于5％。
6.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的注浆材料通过8个定位靶向注浆钻孔在基岩段不良含水层向荒径外扩散5～10m，堵住裂隙水，加固围岩。
7.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的外壁混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
8.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构，其特征在于所述的内壁混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置单层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
9.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构的施工装置，其特征在于该施工装置包括原浆池(13)、贮浆池(14)、清水池(16)、水玻璃池(19)和成对设置的水泥罐(17)、泥浆泵(15)、一级搅拌罐(18)、二级搅拌罐(20)、高压注浆泵(21)，就近设在井筒附近；原浆池和贮浆池管道直接；一级搅拌罐进料口由管道与水泥罐连接，由泥浆泵连接贮浆池，由管道与清水池连接，配入适量的水泥、泥浆和清水；二级搅拌罐进料口与一级搅拌罐出料口管道连接，由管道与水玻璃池连接，一级搅拌罐的水泥浆再加入水玻璃，在二级搅拌罐中继续搅拌，二级搅拌罐出料口与高压注浆泵、定位靶向注钻孔管道相连接，高压注浆泵将水泥浆高压注入钻孔内。
10.根据权利要求1所述的基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构的施工方法，按如下步骤进行：
1)、标定定位靶向注浆立井井壁结构施工线按照设计坐标在地表标定出井筒中心点，根据井筒中心点和设计的井筒净直径和支护厚度标定出井筒净径线和荒径线；沿井筒荒径线外2m圆周至少对称均匀布置8个垂直地面的定位靶向注钻孔，钻孔直径不小于250mm，深度应穿过不良含水层厚度下端10m，连续编号为1#、2#、3#、4#、5#、6#、7#、8#，将8个孔分成两组，第一组为1#、3#、5#、7#，第二组为2#、4#、6#、8#；先施工第一组钻孔，根据场地大小，同时施工2/4个钻孔；
2)、设置注浆站在地面适当就近位置就近设置注浆站，共设两套注浆系统，包括两个水泥罐、一个原浆池、一个贮浆池、一个清水池、一个水玻璃池、两个泥浆泵、两个一级搅拌罐、两个二级级搅拌罐、两个注浆泵；
3)、安装钻机按设计要求进行场平，在标定的孔位上方安装工字钢底盘，在底盘上安装钻机及钻塔；
4)、钻孔及设孔口管采用φ250mm钻头向下钻进40.5m，在钻孔内下设置放长10m，直径φ219×6mm和长30m，直径φ159×5mm的异径结构孔口管，向孔口管内注入水灰重量比为0.6:1的水泥浆，直至孔口返浆为止；经24小时养护，扫口至原来深度进行压水试验，检查固结质量，如发现漏水现象，应再次进行注浆固结；
5)、设置止浆塞采用φ133mm复合片钻头无芯向下钻进至第一注浆段，在孔口管段设置KWS型止浆塞；
6)、压水试验通过钻杆向钻孔内注水，进行压水试验，符合设计标准后，方可进行高压注浆；
7)、高压注浆按设计比例制备水泥黏土浆液，通过钻杆向钻孔内高压注浆，达到注浆设定压力，稳定时间20min，达到或接近设计注浆量后，该段注浆结束；
8)、扫口，重复4、5、6、7步骤进入下一注浆段施工，KWS型止浆塞设置在注浆段上部稳定岩层中；
9)、开挖井筒在井筒设计的荒径线范围内自上而下逐次分段开挖井筒，每次开挖深度不大于4m；
10)、浇筑井筒外壁钢筋混凝土自上而下浇筑井筒外壁钢筋外壁，直至注浆段底部；混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
11)、浇筑井筒内壁钢筋混凝土从注浆段底部自下而上连续浇筑井筒内壁钢筋混凝土，直至井口地表；混凝土为标号不小于C30，混凝土内布置双层钢筋，受力筋直径不小于20mm，沿井筒周边布置，间距300mm；分部筋直径不小于20mm，沿井筒中心线方向布置，间距300mm。
12)、拆除施工装置，施工结束。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710611289.4A CN107191188B (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构、施工装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710611289.4A CN107191188B (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构、施工装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107191188A true CN107191188A (zh) | 2017-09-22 |
| CN107191188B CN107191188B (zh) | 2023-06-06 |
Family
ID=59884047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710611289.4A Active CN107191188B (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构、施工装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107191188B (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109026011A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-18 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 巨厚富水灯影组白云岩立井井筒止水帷幕控制注浆工艺 |
| CN109611098A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-12 | 马钢集团矿业有限公司 | 一种深层径流水较大条件下立井井筒快速冻结方法 |
| CN113464144A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-10-01 | 枣庄矿业(集团)有限责任公司 | 治理鲁南地区煤矿井筒漏水及裂缝的地面注浆工艺 |
| CN113982641A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-28 | 中铁十五局集团有限公司 | 公路隧道大直径通风竖井iii级、iv级围岩段支护优化结构 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2009311C1 (ru) * | 1991-03-14 | 1994-03-15 | Борис Семенович Лобанов | Способ тампонирования скважин |
| CN202370524U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-08-08 | 陕西煤业化工建设（集团）有限公司 | 回风立井井身工作面防治水施工结构 |
| CN103277120A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-09-04 | 西安科技大学 | 一种非全深冻结立井解冻后的涌水防治方法 |
| CN103362117A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-10-23 | 中国神华能源股份有限公司 | 注浆段全段注浆的方法 |
| CN103696775A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 中煤第一建设有限公司 | 大段高多组含水层分段下行注浆法 |
| CN103835723A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-06-04 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 井筒穿越采空区地层的综合预治理方法 |
| CN104453913A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-03-25 | 玉溪大红山矿业有限公司 | 一种竖井工作面超前预注浆方法 |
| CN104533452A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-22 | 中国矿业大学 | 一种煤矿井下破碎煤体分段式注浆加固方法 |
| CN104632252A (zh) * | 2015-01-09 | 2015-05-20 | 广州鑫桥建筑劳务有限公司 | 自动注浆系统 |
| CN204552747U (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-12 | 西安科技大学 | 一种煤矿立井井壁结构 |
| CN104929657A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-09-23 | 安徽恒源煤电股份有限公司 | 一种底板含水层的注浆系统 |
| CN106246188A (zh) * | 2016-10-18 | 2016-12-21 | 中国矿业大学 | 地层沉降变形协调的防治煤矿立井井筒变形破坏的系统及方法 |
| CN106894414A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-27 | 山东大学 | 双液深孔孔底定点精准混合施工工艺及注浆结构 |
| CN207377561U (zh) * | 2017-07-25 | 2018-05-18 | 马钢(集团)控股有限公司 | 基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构及施工装置 |
-
2017
- 2017-07-25 CN CN201710611289.4A patent/CN107191188B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2009311C1 (ru) * | 1991-03-14 | 1994-03-15 | Борис Семенович Лобанов | Способ тампонирования скважин |
| CN202370524U (zh) * | 2011-12-28 | 2012-08-08 | 陕西煤业化工建设（集团）有限公司 | 回风立井井身工作面防治水施工结构 |
| CN103277120A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-09-04 | 西安科技大学 | 一种非全深冻结立井解冻后的涌水防治方法 |
| CN103362117A (zh) * | 2013-07-31 | 2013-10-23 | 中国神华能源股份有限公司 | 注浆段全段注浆的方法 |
| CN103835723A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-06-04 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 井筒穿越采空区地层的综合预治理方法 |
| CN103696775A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-04-02 | 中煤第一建设有限公司 | 大段高多组含水层分段下行注浆法 |
| CN104533452A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-22 | 中国矿业大学 | 一种煤矿井下破碎煤体分段式注浆加固方法 |
| CN104929657A (zh) * | 2014-12-18 | 2015-09-23 | 安徽恒源煤电股份有限公司 | 一种底板含水层的注浆系统 |
| CN104453913A (zh) * | 2014-12-19 | 2015-03-25 | 玉溪大红山矿业有限公司 | 一种竖井工作面超前预注浆方法 |
| CN104632252A (zh) * | 2015-01-09 | 2015-05-20 | 广州鑫桥建筑劳务有限公司 | 自动注浆系统 |
| CN204552747U (zh) * | 2015-04-21 | 2015-08-12 | 西安科技大学 | 一种煤矿立井井壁结构 |
| CN106246188A (zh) * | 2016-10-18 | 2016-12-21 | 中国矿业大学 | 地层沉降变形协调的防治煤矿立井井筒变形破坏的系统及方法 |
| CN106894414A (zh) * | 2017-03-10 | 2017-06-27 | 山东大学 | 双液深孔孔底定点精准混合施工工艺及注浆结构 |
| CN207377561U (zh) * | 2017-07-25 | 2018-05-18 | 马钢(集团)控股有限公司 | 基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构及施工装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 夏红春等: "表土层注浆加固法防治井壁破裂的机理及应用", 《采矿与安全工程学报》 * |
| 张向东等: "深立井突水淹井治理及恢复技术研究", 《煤炭学报》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109026011A (zh) * | 2018-09-12 | 2018-12-18 | 北京中煤矿山工程有限公司 | 巨厚富水灯影组白云岩立井井筒止水帷幕控制注浆工艺 |
| CN109611098A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-12 | 马钢集团矿业有限公司 | 一种深层径流水较大条件下立井井筒快速冻结方法 |
| CN113464144A (zh) * | 2021-06-16 | 2021-10-01 | 枣庄矿业(集团)有限责任公司 | 治理鲁南地区煤矿井筒漏水及裂缝的地面注浆工艺 |
| CN113982641A (zh) * | 2021-10-19 | 2022-01-28 | 中铁十五局集团有限公司 | 公路隧道大直径通风竖井iii级、iv级围岩段支护优化结构 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107191188B (zh) | 2023-06-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102418344B (zh) | 喷射器、钻头组合结构及组合钻具 | |
| CN107246267A (zh) | 一种不良地层中的立井井壁结构、施工装置及方法 | |
| CN103015402B (zh) | 一种用水泥土加固法抑制水平冻结冻胀融沉的施工方法 | |
| CN104453913A (zh) | 一种竖井工作面超前预注浆方法 | |
| CN108119143B (zh) | 一种立井工作面水泥-水玻璃双液与化学浆液双圈帷幕联合注浆方法 | |
| CN108517877B (zh) | 杂填土超深基坑固结注浆结合双排钢管桩支护工法 | |
| CN107191188A (zh) | 基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构、施工装置及方法 | |
| CN102561950B (zh) | 一种对地层空洞内填充的骨料进行注浆固结的工艺及喷射钻头 | |
| CN114233385B (zh) | 一种斜井井筒突泥涌水的治理方法 | |
| CN1657711A (zh) | 旋喷锚杆桩施工工艺 | |
| CN207377562U (zh) | 一种不良地层中的立井井壁结构及施工装置 | |
| CN210509175U (zh) | 一种盾构近距离侧穿建筑物的加固结构 | |
| CN113323584B (zh) | 一种大型震动长螺旋钻机钻孔方法 | |
| CN110469332B (zh) | 一种穿越泥石流堆积体隧道的超前支护固结方法 | |
| CN102877865A (zh) | 一种治理地下采空区或空洞的施工方法 | |
| CN101906991A (zh) | 一种治理地下采空区或空洞的施工方法 | |
| CN207377561U (zh) | 基岩段不良含水层定位靶向注浆立井井壁结构及施工装置 | |
| CN102011591A (zh) | 深井工作面注浆工艺 | |
| CN102337732A (zh) | 顶管穿越块石海堤施工方法 | |
| CN110939404A (zh) | 煤矿巷道破碎围岩顶板水力切缝卸压装置及卸压方法 | |
| CN106837382A (zh) | 一种地铁隧道围岩地面预注浆加固工艺 | |
| CN106677166A (zh) | 卵砾石――风化岩地层钻孔灌注桩双机联合成桩流水施工方法 | |
| CN108867673A (zh) | 一种基于抽水帷幕的基坑中地下水治理方法 | |
| CN107035389B (zh) | 一种注浆加固施工方法及地表施工方法 | |
| CN102979087B (zh) | 一种旋挖桩施工方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |