CN108222944A - 一种改进的沉井法掘进竖井施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，包括以下步骤：步骤1、施工前准备；步骤2、设置护筒；步骤3、搭设井架，布设重锤机构，设置安全平台与泥浆池，然后利用重锤机构进行竖井冲击掘进；步骤4、采用泥浆循环法清除沉渣；步骤5、分节制作沉井管片，安装三台卷扬机并利用卷扬机钢丝绳牵引管片进行不排水、分节沉井下沉；步骤6、测量控制；步骤7、沉井封底。本发明相比传统沉井法施工，大大精简了工艺，缩短了工期，提高了经济效益，同时由于通过重锤机构中洛阳锤冲击地面压实土壤岩层形成井筒，避免工人进入井筒出土可能产生的危险，提高了施工安全性。

Description

一种改进的沉井法掘进竖井施工方法

技术领域

本发明属于地下矿山开采技术领域，具体涉及一种改进的沉井法掘进竖井施工方法。

背景技术

开采地下矿床时，当矿体倾角大于45°或小于15°，且埋藏较深时，常采用竖井开拓。目前掘进竖井的施工方法分普通施工法和特殊施工法两种。普通施工法适用于井筒涌水量小，岩层比较稳定的竖井掘进；特殊施工法适用于不稳定岩层(包括流砂、淤泥、破碎的岩层)的竖井掘进；

沉井法作为一种古老的特殊掘进竖井施工方法，又称沉箱凿井法。在不稳定含水地层掘进竖井时，于设计的井筒位置上预先制作一段井筒，井筒下端有刃脚，借井筒自重或略施外力使之下沉，将井筒内的岩石挖掘出的施工方法。挖掘与下沉交相进行，直到穿过不稳定地层。而在实际施工过程中，传统沉井法常常遇到下沉困难、下沉过快、突沉、倾斜、偏移、遇障碍物、遇硬质土层、超沉等问题，轻则耽误工期，重则危害工人安全。因此，本发明拟设计一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，以有效解决沉井施工过程中出现的难沉、突沉、沉偏、抗浮以及工人进入井筒开挖出土可能出现的安全问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、施工前准备：施工前进行地质勘测、编制施工方案以及布设测量控制网；

步骤2、设置护筒：在待开挖竖井井口位置搭设护筒；

步骤3、搭设井架，布设重锤机构，设置安全平台与泥浆池，然后利用重锤机构进行竖井冲击掘进；

步骤4、采用泥浆循环法清除沉渣；

步骤5、分节制作沉井管片，安装三台卷扬机并利用卷扬机钢丝绳牵引管片进行不排水、分节沉井下沉；

步骤6、测量控制：施工过程中测量控制沉井位置标高；

步骤7、待竖井开拓到设计规定深度，沉井封底。

所述井架搭设在竖井井口上方，重锤机构包括洛阳锤、钢丝绳和卷扬机A，所述卷扬机A设置在井架上，卷扬机A上引出的钢丝绳底部悬挂洛阳锤。

所述洛阳锤为上小下大型结构，重量为20吨，利用洛阳锤重力在一定周期内冲击井底，使岩石破碎而获得进尺。

所述洛阳锤在冲击井底过程中控制钢丝绳放松量，少放勤放，低锤重击。

所述安全平台沿竖井井口一侧水平铺设，安全平台底部设有滑移轨道，方便安全平台沿轨道移动，使得工作人员可在安全平台上查看井下状况，且在工期完成后便于拆除。

所述泥浆池设置在井口旁，用于清除井内沉渣，并使井筒中充满泥浆，大大减少井壁管片的下沉摩阻力，同时还可起阻水作用，方便取土，并可维护沉井外围地基的稳定，保证其邻近建筑物的安全。

所述泥浆循环法利用泥浆泵将泥浆池内泥浆向井内输送冲洗井底，携带岩屑的冲洗液沿井壁上升，从井口流向沉淀池，净化后再供使用。

所述沉井管片为有一定壁厚的空心圆柱状管片，管片的尺寸规格根据施工需要进行调整。

所述沉井管片最下层为钢结构管片，上面各层管片均为钢筋混凝土材质，最下层钢结构管片带有仞脚，用于承受上部管片压力及分散井壁压力至地层，沉井管片两两之间相互套接，管片之间衔接紧密，保证管片竖直平衡稳定下沉。

所述沉井管片最下层管片下端面周向均匀连接有三根钢丝绳，三根钢丝绳分别外接周向间隔呈120°分布的三个卷扬机。

本发明具有如下优点：

提出一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，相比传统沉井法施工，大大精简了工艺，缩短了工期，提高了经济效益，同时由于通过重锤机构中洛阳锤冲击地面压实土壤岩层形成井筒，避免工人进入井筒出土可能产生的危险，提高了施工安全性；通过在井口铺设轨道设置安全平台，方便施工人员查看施工质量，并保证了施工人员查看施工效果的安全，并且该安全平台方便移动，拆卸简单，降低了工人劳动量，一定程度上缩短了工期；通过设置泥浆池，利用泥浆循环清除沉渣，工艺简单安全；通过三个互成120°的卷扬机牵引钢丝绳承载沉井管片，管片之间通过套接方式衔接，保证了管片下放安装的平衡稳定，避免了成井过程中可能出现的难沉、突沉、沉偏等问题。

附图说明

图1是本发明的实施例结构简图；

图2是本发明中洛阳锤简图；

图3是工厂定制的钢筋混凝土管片简图；

其中：1-井架；2-卷扬机B；3-洛阳锤；4-管片；5-安全平台。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明，如图1-3所示，一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，包括以下步骤：

步骤1、施工前准备：施工前进行地质勘测、编制施工方案以及布设测量控制网；

(1)地质勘察

在沉井施工处需进行钻探，钻孔设在井外，距外井壁距离宜大于2m，需有一定数量和深度的钻孔，以提供土层变化、地下水位、地下障碍物及有无承压水等情况，对各土层要提供详细的物理力学指标，为制订施工方案提供技术依据；

(2)编制施工方案

施工方案是指导沉井施工的核心技术文件，要根据沉井结构特点、地质水文条件、已有的施工设备和过去的施工经验，经过详细的技术、经济比较，编制出技术上先进、经济上合理的切实可行的施工方案。在方案中要重点解决沉井制作、下沉、封底等技术措施及保证质量的技术措施，对可能遇到的间题和解决措施要做到心中有数；

(3)布设测量控制网

事先要设置测量控制网和水准基点，如附近存在建(构)筑物等，要设沉降观测点，以便施工沉井时定期进行沉降观测；

步骤2、设置护筒：在待开挖竖井井口位置搭设护筒；

护筒作用在于①控制井位，导正锤具；②保护井口，隔离地表水渗漏；③防止井壁坍塌；

步骤3、搭设井架1，布设重锤机构，设置安全平台5与泥浆池，然后利用重锤机构进行竖井冲击掘进；

在竖井井口位置上方设置井架，重锤机构包括洛阳锤、钢丝绳和卷扬机A，卷扬机A设置在井架上，卷扬机A上引出的钢丝绳底部悬挂洛阳锤3，洛阳锤3为上小下大型结构，重量为20吨，利用洛阳锤重力在一定周期内冲击井底，使岩石破碎而获得进尺；

在图1中，利用洛阳锤3上上下下的反复运动冲击井筒，使井筒地质压密压实实现进尺，在该过程中，应注意控制钢丝绳放松量，少放勤放，低锤重击；

安全平台沿竖井井口一侧水平铺设，安全平台底部设有滑移轨道，方便安全平台沿轨道移动，使得工作人员可在安全平台上查看井下状况，且在工期完成后便于拆除；

泥浆池设置在井口旁，用于清除井内沉渣，并使井筒中充满泥浆，大大减少井壁管片的下沉摩阻力，同时还可起阻水作用，方便取土，并可维护沉井外围地基的稳定，保证其邻近建筑物的安全；

步骤4、采用泥浆循环法清除沉渣；

利用泥浆泵将泥浆池内泥浆向井内输送冲洗井底，携带岩屑的冲洗液沿井壁上升，从井口流向沉淀池，净化后再供使用，反复运行，由此形成泥浆循环系统；

步骤5、分节制作沉井管片，安装三台卷扬机并利用卷扬机钢丝绳牵引管片进行不排水、分节沉井下沉；

沉井管片为有一定壁厚的空心圆柱状管片，管片的尺寸规格根据施工需要进行调整，最下层沉井管片为钢结构管片，上面各层管片均为钢筋混凝土材质，最下层钢结构管片带有仞脚，用于承受上部管片压力及分散井壁压力至地层，相邻沉井管片两两之间相互套接，管片之间衔接紧密，保证管片竖直平衡稳定下沉；

所述沉井管片最下层管片下端面周向均匀连接有三根钢丝绳，三根钢丝绳分别外接间隔呈120°分布的三个卷扬机，

步骤6、测量控制：施工过程中控制沉井位置标高；

在施工过程中要注意沉井位置标高的控制，当沉井下沉到距设计标高0.1m时，应停止井内钢丝绳下放及抽水，使其靠自重下沉至设计或接近设计标高，再经2-3天下沉稳定，或经观察在8h内累计下沉量不大于10mm时，即可进行沉井封底；

步骤7、沉井封底：待竖井开拓到设计规定深度，进行注浆固井并封底。

本发明的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变形而不脱离本发明的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本发明权利要求及其等同技术的范围内，则本发明的意图也包含这些改动和变形在内。

Claims (10)

1.一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、施工前准备：施工前进行地质勘测、编制施工方案以及布设测量控制网；

步骤2、设置护筒：在待开挖竖井井口位置搭设护筒；

步骤3、搭设井架，布设重锤机构，设置安全平台与泥浆池，然后利用重锤机构进行竖井冲击掘进；

步骤4、采用泥浆循环法清除沉渣；

步骤5、分节制作沉井管片，安装三台卷扬机并利用卷扬机钢丝绳牵引管片进行不排水、分节沉井下沉；

步骤6、测量控制：施工过程中测量控制沉井位置标高；

步骤7、待竖井开拓到设计规定深度，沉井封底。

2.如权利要求1所述的一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于：所述井架搭设在竖井井口上方，重锤机构包括洛阳锤、钢丝绳和卷扬机A，所述卷扬机A设置在井架上，卷扬机A上引出的钢丝绳底部悬挂洛阳锤。

3.如权利要求2所述的一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于：所述洛阳锤为上小下大型结构，重量为20吨，利用洛阳锤重力在一定周期内冲击井底，使岩石破碎而获得进尺。

4.如权利要求2所述的一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于：所述洛阳锤在冲击井底过程中控制钢丝绳放松量，少放勤放，低锤重击。

5.如权利要求1所述的一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于：所述安全平台沿竖井井口一侧水平铺设，安全平台底部设有滑移轨道。

6.如权利要求1所述的一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于：所述泥浆池设置在井口旁，用于清除井内沉渣。

7.如权利要求1所述的一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于：所述泥浆循环法利用泥浆泵将泥浆池内泥浆向井内输送冲洗井底，携带岩屑的冲洗液沿井壁上升，从井口流向沉淀池，净化后再供使用。

8.如权利要求1所述的一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于：所述沉井管片为有一定壁厚的空心圆柱状管片，管片的尺寸规格根据施工需要进行调整。

9.如权利要求1所述的一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于：所述沉井管片最下层为钢结构管片，上面各层管片均为钢筋混凝土材质，最下层钢结构管片带有仞脚，沉井管片两两之间相互套接，管片之间衔接紧密。

10.如权利要求1所述的一种改进的沉井法掘进竖井施工方法，其特征在于：所述沉井管片最下层管片下端面周向均匀连接有三根钢丝绳，三根钢丝绳分别外接周向间隔呈120°分布的三个卷扬机。