竖井修复加固结构及修复加固施工方法技术

本发明专利技术提供一种竖井修复加固结构及修复加固方法。所述竖井修复加固的施工方法是首先通过锚杆钻孔注浆加固竖井内部破碎及渗水区域的围岩，对待修复部位进行止水；之后在渗水部位钻设多个泄水孔通过排水系统将渗水部位的水引入竖井井底以下的土层中，然后在竖井待修复部位下方的达到Ⅲ级岩体标准的井壁围岩或完整井壁上施工环形基座，并在环形基座上安装钢板筒，最后采用竖向混凝土输送管在钢板筒与井壁之间填充浇筑混凝土将钢护筒固定在竖井内壁上。本发明专利技术结构简单，施工工期短，对生产线影响小，便于施工、更换维修，可以适用于竖井堵井、井壁垮塌情况。

Construction and reinforcement method of shaft repair and reinforcement

The invention provides a shaft repair and reinforcement structure and a repair and reinforcement method. The construction method of the shaft repair and reinforcement of surrounding rock by bolt hole grouting shaft internal fracture and seepage area, to repair parts of the water; after a plurality of discharge holes through the drainage system the seepage sites of water into the soil below the bottom of the shaft in the drill in an annular base construction and seepage sites to repair parts below in the shaft to the standard of grade III rock wall rock or wall, and the steel tube installed in the annular base, the vertical concrete conveying pipe between the cylinder and the steel plate wall pouring concrete filled steel tube will be fixed on the inner wall of the shaft. The invention has the advantages of simple structure, short construction period, little influence on the production line, convenient construction, replacement and maintenance, and can be applied to the shaft blocking and the wall collapse.

【技术实现步骤摘要】
竖井修复加固结构及修复加固施工方法
本专利技术属于岩土工程与矿山工程交叉领域，具体是一种能很好地解决竖井井壁渗水、崩塌、堵井问题的新型的竖井修复加固结构及修复加固施工方法。
技术介绍
目前，国内大部分矿山采矿都是采用竖井+平硐的矿山运输方法，随竖井使用年限增加，竖井井壁衬砌逐渐被磨耗损毁，导致原岩裸露；矿山投料冲击荷载作用下，井壁便会出现垮塌；在井壁岩体质量较差区域、渗水等因素都容易造成垮塌范围扩大，情况严重，易造成堵井，竖井报废等问题；严重影响生产线运行。目前，对于竖井坍塌的修复和加固技术较少，一般出现竖井坍塌等问题后，一般都是重新选址建井，矿井设备搬迁或更新，造成很大的经济损失。
技术实现思路
本专利技术根据现有技术的不足，提供一种针对竖井井壁崩塌、堵井等问题的竖井修复加固结构及修复加固施工方法，本专利技术结构简单，施工工期短，对生产线影响小，便于施工、更换维修，可以适用于竖井堵井、井壁垮塌情况。本专利技术提供的技术方案：一种竖井修复加固结构，其特征在于：所述加固结构包括设置在竖井待修复部位下方的井壁围岩或井壁上的环形基座、置于环形基座上的钢板筒和置于竖井待修复部位井壁上的止水结构，所述止水结构是由钻设在竖井井壁的多根注浆锚杆和置于竖井井壁渗水部位的多个泄水孔组成，每个泄水孔通过埋设在井壁内的排水管与设置在基座以下的排水管连接；所述环形基座通过多根型钢固定在竖井井壁或岩体上，其顶面平整，钢板筒底部固定在环形基座上，在钢板筒与竖井井壁之间设有混凝土填充层。本专利技术较优的技术方案：所述环形基座是由钢筋环梁、多根型钢和混凝土填充层组成，并环形基座通过多根型钢插入竖井井壁或岩体上，并通过填充的混凝土固定。本专利技术较优的技术方案：所述注浆锚杆是在井壁上采取锚杆钻孔，并注浆形成的止水结构。本专利技术较优的技术方案：所述钢板筒是由多块弧形钢板拼接而成的圆筒状钢筒支护。本专利技术提供的一种竖井修复加固的施工方法，其特征在于具体步骤如下：(1)根据竖井渗水情况和施工设计方案，在竖井井壁渗水部位采取锚杆钻孔注浆，加固竖井内部破碎及渗水区域的围岩，对竖井井壁渗水部位进行止水；其锚杆注浆根据施工部位的围岩等级、渗水情况确定，在显示有破碎带形成的地下水通道，特别在渗水严重的区段，应加大注浆量，地下水通道一般是在裂隙较发育岩体中形成的地下水渗透路径，当井壁结构体裂隙进一步张开或坍塌而扩大形成水力通道；(2)经注浆止水后，在每个渗水部位四周钻设多个泄水孔，并在竖井井壁竖向布设多个与泄水孔连通的排水管，每个排水管底部延伸至竖井井底以下，并将每个泄水孔排出水引入竖井井底以下的土层中；排水管是加固结构的施工结构，主要作用是集水、排水，把渗水汇集排到基座以下经平硐排出的，排水管设置有多根，固定在井壁上；(3)排水系统施工完成之后，开始施工环形基座，在竖井待修复部位下方的达到Ⅲ级岩体标准的井壁围岩或完整井壁上施工环形基座，由于竖井出现破损后井壁都会有一些损坏，完整井壁会比较少，所以一般基座是在较完整的井壁或达到一定标准的井壁围岩(BQ)两者结合，Ⅲ级岩体的基本质量的定性特征为：坚硬岩，岩体较破碎；较坚硬岩，岩体较完整；较软岩，岩体完整；岩体基本质量指标450-351。施工环形基座时，首先在施工环形基座的井壁部位施工基座的钢筋环梁，钢筋环梁是由型钢或钢轨与钢筋焊接而成的型钢、钢筋骨架环梁，并通过型钢或钢轨固定插入井壁围岩上，然后在型钢、钢筋骨架环梁浇筑混凝土形成一个固定在井壁上、且顶面平整的环形平台；(4)基座施工完成之后，便开始安装钢板筒，所述钢板筒是采用多块弧形或半圆形钢板现场拼接而成，所述弧形或半圆形钢板是采用符合材质设计要求厚壁耐磨钢板，根据设计要求加工卷制成弧形或半圆形，钢护筒的单节高度根据运输工具、道路状况、卷板设备等因素综合考虑；所述钢板筒采用整体式安装或分段安装；无论是整体式安装还是分段安装都可以在井外拼接好之后安装到竖井内，也可以在竖井内拼装；采用井外拼装时，先将加工好的弧形或半圆形钢板经运输至竖井孔口，在专用平台上对接成圆筒，焊接完成的多节筒体经平板车运至井口，采用井架卷扬机提升，移开平板车，井架卷扬机下放至预定位置，井下对中整平，焊接固定；多节安装完成后，在一起完成环向焊缝，此种方式可以根据井架起吊能力、净高等因素，地面竖向对接加高，减少井下对接，提高施工效率；采用井内拼装时，利用井口井架卷扬设施，将弧形或半圆形钢板放至竖井内，并在井下的环形基座上对中整平组成圆筒状；两种安装方式中，钢板筒内侧底部均用混凝土浇筑固定或打入钢筋焊接固定在基座上，钢板筒底部与基座之间设有橡胶止水带，相邻两块弧形钢板之间采用焊接的方式连接；(5)采用竖向混凝土输送管在整体安装好的钢板筒或分段安装的钢板筒外壁与井壁之间填充浇筑混凝土将钢护筒固定在竖井内壁上；本专利技术较优的技术方案：所述步骤(1)中的锚杆注浆是根据围岩等级和渗水情况进行施工，其中岩体较好、渗水较小区域，一环4-8根，长度3-6m，其他区域一环8-16根，长度6-12m；环距为1.0-1.5m，现场施工中，根据注浆压力等因素，适当增加。由于单孔注浆水泥耗用过大的，采取间歇式注浆。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(2)中的泄水孔是采用锚杆钻机钻设而成，每个渗水部位的泄水孔呈梅花形分布，相邻两渗水孔的间距为0.5-1.0m，具体孔距根据渗水量大小适当调整；在每个渗水孔中插入外部裹有双层尼龙布扎丝的花管，其出水口通过波纹软管与排水管连接；所述排水管采用镀锌管，镀锌管车丝接长，沿着竖井井壁竖直通向竖井底部，并固定在竖井井壁上。本专利技术中所述步骤(3)中的环形基座的具体施工步骤如下：a.采用钻机在环形基座待施工区域的井壁岩体上钻设一圈或多圈固定插孔，钻孔数量具体根据第一次安装钢板筒、第一次浇筑混凝土重量，考虑浇筑混凝土的冲击作用确定，便于材料下井及安装；b.插孔中插入型钢或钢轨，型钢或钢轨翼缘焊接缀板，型钢或钢轨露出长度一般为0.3-0.5m，采用垫块等措施保证同一平面型钢在同一水平面，并通过水平管检测确保水平后，封闭孔口，注水泥浆，将型钢或钢轨固定；c.在第一排与第二排型钢施工完成后，同一排之间焊接横向连接钢筋，上下排之间焊接竖向型钢、人字撑，绑扎竖向绕筋；d.支底模，环向侧模模板，在井壁上钻孔，上下排对齐，打入钢筋，侧模完成后，焊接竖向钢筋，形成U字型，反扣在型钢梁上，并在底模下方设斜撑；e.浇筑混凝土并振捣密实。本专利技术较优的技术方案：所述步骤(5)中所述混凝土输送管安装在竖井侧壁，采用法兰连接接长，在混凝土输送管安装过程中，在井壁上钻孔打入钢筋，临时固定在井壁上，减少摆动影响，安装完成后，分段固定；垮塌区域采用半刚性连接，减小混凝土的冲击作用，输送管井下部分安装完成后，再安装井口的漏斗部分，并设置多道钢筋格栅。混凝土输送管可以直接采用PE管。本专利技术采用锚杆注浆止水并加固围岩，竖井井壁渗水点区域引水，设置型钢或钢筋混凝土环梁基座，安放耐磨钢筒内衬，钢筒壁后浇筑混凝土。采用在竖井井壁破损区域设置锚杆注浆加固围岩并止水，仍有渗水点设置泄水孔集中疏排，由上而下推进，在井壁出水量得到有效控制后，选取竖井围岩岩体较为完好的区域，设置型钢或钢筋混凝土环梁，钢筒采用卷扬设备居中放置在整平的环梁底座上，做作防渗处理，泄水集中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种竖井修复加固结构，其特征在于：所述加固结构包括设置在竖井待修复部位下方的井壁围岩或井壁上的环形基座(1)、置于环形基座(1)上的钢板筒(2)和置于竖井井壁上的止水结构，所述止水结构是由钻设在竖井井壁的多根注浆锚杆(3)和置于竖井井壁渗水部位的多个泄水孔(4)组成，每个泄水孔(4)通过埋设在井壁内的排水管(7)与设置在基座以下的排水管连接；所述环形基座(1)通过多根型钢(1‑2)固定在竖井围岩或井壁上，其顶面平整，钢板筒(2)底部固定在环形基座(1)上，在钢板筒(2)与竖井井壁之间设有混凝土填充层(6)。

【技术特征摘要】
1.一种竖井修复加固结构，其特征在于：所述加固结构包括设置在竖井待修复部位下方的井壁围岩或井壁上的环形基座(1)、置于环形基座(1)上的钢板筒(2)和置于竖井井壁上的止水结构，所述止水结构是由钻设在竖井井壁的多根注浆锚杆(3)和置于竖井井壁渗水部位的多个泄水孔(4)组成，每个泄水孔(4)通过埋设在井壁内的排水管(7)与设置在基座以下的排水管连接；所述环形基座(1)通过多根型钢(1-2)固定在竖井围岩或井壁上，其顶面平整，钢板筒(2)底部固定在环形基座(1)上，在钢板筒(2)与竖井井壁之间设有混凝土填充层(6)。2.根据权利要求1所述的一种竖井修复加固结构，其特征在于：所述环形基座(1)是由钢筋环梁(1-1)、多根型钢(1-2)和混凝土填充层(1-3)组成，并环形基座(1)通过多根型钢(1-2)插入竖井井壁或岩体，并通过填充的混凝土固定。3.根据权利要求1所述的一种竖井修复加固结构，其特征在于：所述注浆锚杆(3)是在井壁上采取锚杆钻孔，并注浆形成的止水结构。4.根据权利要求1所述的一种竖井修复加固结构，其特征在于：所述钢板筒(2)是由多块弧形钢板拼接而成的圆筒状钢筒支护。5.一种竖井修复加固的施工方法，其特征在于具体步骤如下：(1)根据竖井渗水情况和施工设计方案，在竖井井壁渗水部位采取锚杆钻孔注浆，加固竖井内部破碎及渗水区域的围岩，对竖井井壁渗水部位进行止水；(2)在每个渗水部位四周钻设多个泄水孔，并在竖井井壁竖向布设多个与泄水孔连通的排水管，每个排水管底部延伸至竖井井底以下，并将每个泄水孔排出水引入竖井井底以下的土层中；(3)锚杆注浆止水系统及排水管施工完成之后，开始施工环形基座，在竖井待修复部位下方的达到Ⅲ级岩体标准的井壁围岩或完整井壁施工环形基座，首先在施工环形基座的井壁部位施工钢筋环梁，钢筋环梁是由型钢或钢轨与钢筋焊接而成的型钢、钢筋骨架环梁，并通过型钢或钢轨固定插入井壁围岩上，然后在型钢、钢筋骨架环梁浇筑混凝土形成一个固定在井壁上、且顶面平整的环形平台；(4)基座施工完成之后，便开始安装钢板筒，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜克诚，占仲国，魏帮明，赵伟伟，陈哲俊，邓学灯，王勇，衡冀阳，桂智勇，詹建华，
申请(专利权)人：中冶集团武汉勘察研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42