專利名稱：環(huán)向可壓縮的復(fù)合井壁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)向可壓縮的復(fù)合井壁及其施工方法，特別適用于穿過深厚地層的 立井井筒，也適用于承受較大地壓的巷道及峒室。
背景技術(shù)：
為開采深部礦產(chǎn)資源，越來越多的礦井井筒需采用凍結(jié)法穿過深厚表土層或孔 隙含水軟巖層，相應(yīng)地由于井壁周圍水土壓力的加大，井壁越來越厚。過厚的井壁不僅 導(dǎo)致鑿井費(fèi)用急劇上升、工期成倍增加，而且面臨嚴(yán)重的大體積混凝土溫度裂縫難題， 徑向貫穿性的溫度裂縫會使井壁封水性能難以達(dá)到設(shè)計要求。因此，如何合理減薄井壁 厚度是超大直徑(凈直徑8m以上)、超深井筒(井筒穿過地層深度為800 1500m)、 建設(shè)中面臨的關(guān)鍵難題之一。國外深井凍結(jié)井壁多采用鑄鐵丘賓塊與混凝土復(fù)合井壁， 或鋼板混凝土復(fù)合井壁，這兩類井壁施工工藝復(fù)雜，造價昂貴。對于深部凍結(jié)井壁，國 內(nèi)普遍采用雙層鋼筋混凝土井壁，對超大直徑、超深井筒而言，井壁依然過厚。中國專 利ZL 200610088128.3公開的一種帶接薦板的單層井壁及其施工方法，這種井壁結(jié)構(gòu)克服 了傳統(tǒng)雙層復(fù)合井壁的不足，大幅減薄了井壁厚度。但即使采用這種單層井壁結(jié)構(gòu)，采 用ClOO高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度，對超大直徑、超深井筒而言，井壁厚度也會超過3m。因此還 必須進(jìn)一步減薄井壁厚度。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種能有效提高 井壁極限承載能力、減薄井壁厚度、降低工程造價且縮短施工工期的環(huán)向可壓縮的復(fù)合 井壁。技術(shù)方案本發(fā)明的環(huán)向可壓縮復(fù)合井壁，包括鋼筋混凝土外層井壁、內(nèi)層井 壁，所述的內(nèi)層井壁中沿井筒軸向設(shè)有壓縮率不小于20%的可壓縮隔層。所述的可壓縮隔層為由泡沫板、鋼材、木材、橡膠中的一種、兩種或多種材質(zhì) 形成的可壓縮結(jié)構(gòu)；所述的可壓縮隔層為1 4條。本發(fā)明環(huán)向可壓縮的復(fù)合井壁的施工方法包括按段高施工具有防水性的外層 井壁至一定深度后，從下往上按段高施工內(nèi)層井壁，所述的從下往上按段高施工內(nèi)層井 壁，在每一段高施工中先設(shè)置可壓縮隔層，然后綁扎內(nèi)層井壁的鋼筋，之后立內(nèi)層井壁 模板，澆筑混凝土完成一條具有可壓縮隔層的段高，重復(fù)前一段高的施工，直至設(shè)計高度。有益效果通過在內(nèi)層井壁中沿井筒軸向布置至少一條壓縮率較大的可壓縮隔 層，當(dāng)井壁受到周圍水土壓力作用時，可壓縮隔層在環(huán)向產(chǎn)生一定的壓縮量，從而使井 壁沿徑向應(yīng)力分布更加均勻，有效提高井壁的環(huán)向承載能力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過使 內(nèi)層井壁在環(huán)向產(chǎn)生一定的壓縮量，能提高井壁水平極限承載力30%以上，可壓縮隔層 在井壁外側(cè)水土壓力作用下將產(chǎn)生其厚度20%以上的壓縮量，使井壁沿徑向的切向應(yīng)力分布更為均勻，從而大大提高井壁整體的承載能力。有效減薄現(xiàn)有的井壁厚度，大大提 高了井筒掘砌斷面利用率，并大幅降低工程造價。其結(jié)構(gòu)簡單，易施工，在本技術(shù)領(lǐng)域 內(nèi)具有廣泛的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)橫剖面圖。圖中1 一外層井壁，2—內(nèi)層井壁，3 —可壓縮隔層。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的一條實(shí)施例作進(jìn)一步的描述
本發(fā)明的環(huán)向可縮的復(fù)合井壁，主要由鋼筋混凝土外層井壁1、內(nèi)層井壁2和可壓縮 隔層3構(gòu)成，其中可壓縮隔層3沿井筒軸向設(shè)置，可壓縮隔層3設(shè)在內(nèi)層井壁2中，根 據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，可壓縮隔層3至少設(shè)置1條，也可以設(shè)置2條、3條或4條。圖1中所 示為4條?？蓧嚎s隔層3為由泡沫板、鋼材、木材、橡膠中的一種、兩種或多種材質(zhì)形 成的可壓縮結(jié)構(gòu)，其壓縮率不小于20%，
本發(fā)明環(huán)向可壓縮的復(fù)合井壁的施工方法在井筒周圍用凍結(jié)法形成隔水帷幕，按 常規(guī)方法從上至下分段施工傳統(tǒng)的雙層鋼筋混凝土復(fù)合井壁的外層井壁1，通過使用現(xiàn)有 的井壁接茬防水技術(shù)使外層井壁1具有良好的防水性；當(dāng)外層井壁1施工至設(shè)定位置后， 再從下至上施工內(nèi)層井壁2，內(nèi)層井壁2每一段高施工工序為在每一段高施工中先設(shè)置 可壓縮隔層3，然后綁扎內(nèi)層井壁2的鋼筋，之后立內(nèi)層井壁模板，澆筑混凝土完成一個 具有可壓縮隔層3的段高，在完成的一個具有可壓縮隔層3的段高之上接續(xù)施工下一段 高，重復(fù)前一段高的施工直至設(shè)計高度。當(dāng)環(huán)向可壓縮復(fù)合井壁承受水土壓力時，可壓縮隔層3產(chǎn)生壓縮，隨著可壓縮 隔層3的壓縮，外層井壁1首先承受較大的水土壓力，當(dāng)可壓縮隔層3壓縮到一定程度 后，內(nèi)層井壁2所受切向應(yīng)力逐漸增大，這樣通過可壓縮隔層3的壓縮讓壓作用，使雙層 復(fù)合井壁沿徑向的切向應(yīng)力均勻分布，從而提高復(fù)合井壁的整體承載能力。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)向可壓縮復(fù)合井壁，包括鋼筋混凝土外層井壁(1)、內(nèi)層井壁(2)，其 特征在于所述的內(nèi)層井壁(2)中沿井筒軸向設(shè)有壓縮率不小于20%的可壓縮隔層(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種環(huán)向可壓縮復(fù)合井壁，其特征在于所述的可壓縮隔層 (3)為由泡沫板、鋼材、木材、橡膠中的一種、兩種或多種材質(zhì)形成的可壓縮結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種環(huán)向可壓縮復(fù)合井壁，其特征在于所述的可壓縮 隔層(3)為1 4條。
4.一種環(huán)向可壓縮的復(fù)合井壁的施工方法，包括按段高施工具有防水性的外層井壁(1)至一定深度后，從下往上按段高施工內(nèi)層井壁(2)，其特征在于從下往上按段 高施工內(nèi)層井壁(2)，在每一段高施工中先設(shè)置可壓縮隔層(3)，然后綁扎內(nèi)層井壁(2)的鋼筋，之后立內(nèi)層井壁模板，澆筑混凝土完成一個具有可壓縮隔層(3)的段 高，重復(fù)前一段高的施工，直至設(shè)計高度。
全文摘要
一種環(huán)向可壓縮的復(fù)合井壁及其施工方法，最適用于提高立井井壁的承載能力。復(fù)合井壁包括帶有防水性的外層井壁，環(huán)向可壓縮的內(nèi)層井壁組成，在內(nèi)層井壁中至少設(shè)置有一條可壓縮隔層。其施工方法按段高從上至下施工具有防水性的外層井壁，再從下至上施工嵌裝有可壓縮隔層的內(nèi)層井壁，最后按段高施工至設(shè)計高度。當(dāng)復(fù)合井壁周圍水土壓力作用時，內(nèi)層井壁的可壓縮隔層壓縮讓壓，使井壁沿徑向應(yīng)力分布更加均勻，從而有效提高井壁的承載能力?？捎行p薄現(xiàn)有的井壁厚度，提高井筒斷面利用率，大幅降低工程造價。
文檔編號E21D11/10GK102011592SQ201010562720
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月29日
發(fā)明者任彥龍, 楊維好, 黃家會 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)