一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构制造技术

本实用新型专利技术公开一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构，属于矿山建设领域。针对现有不良土层中立井井颈段施工繁琐和成本高的问题，本实用新型专利技术提供一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构，它包括设置在厚含水回填土层中的井筒，井筒荒径内开挖岩层，井筒净径与井筒荒径之间设有井壁，以井筒中心为圆心，沿井筒荒径外围设有一圈灌注桩，相邻两个灌注桩之间设有注浆孔，灌注桩顶部设有冠梁，井筒荒径与井壁之间设有锚网喷支护装置。本实用新型专利技术通过灌注桩、通过向注浆孔内进行注浆形成密实的墙连桩、冠梁和喷锚支护装置提高井颈段井壁承载力与强度。本实用新型专利技术的施工方法效率高，方便简单，能够实现井筒的快速掘砌。

【技术实现步骤摘要】
一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构
本技术属于矿山立井建设领域，更具体地说，涉及一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构。
技术介绍
地下采矿，立井是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，井颈是井筒上部与地表直接相连的部分，直接承受井筒提升设施的全部荷载。因此，立井井颈结构必须具有足够的承载力和抗变形能力。现在立井井颈结构包括圆形井壁围筑的井筒，井壁外围四周是厚回填表土层。随着全球采矿业的迅速发展，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。尤其是回填表土层构成复杂，表土段主要为素填土、淤泥质粘土和赤铁矿回填物，成松散地层，密度较差，渗水性强，在压力水或动力水作用下具有较强的流动性，容易引起井筒涌水和地表井口基础的不均匀沉降等灾害发生，损坏井筒设施，或人员伤亡，严重影响生产顺利进行。现在立井井颈所在厚含水回填表土层的常规处置方法为换土法或冷冻法。换土法加固结构，首先全部挖除厚含水回填表土层，浇筑井壁结构，然后再分层回填均质土，存在缺陷是：地表开挖面积大，受周围已有建筑物的制约，很难进行大面积开挖；分层回填均质工期长，造价高。冷冻法加固结构，则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：冷冻系统装备工期长、造价高、耗电量大。实践表明上述两种方法都存在工期长、造价高，严重影响生产的缺陷。寻求更为合理的井井壁结构迫在眉睫。针对上述问题也进行了相应的改进，如中国专利申请号CN201710611082.7，公开日为2017年10月13日，该专利公开了一种不良地层中的立井井壁结构属于矿山立井建设。包括在不良地层中设置的井筒，特点是立井上部井颈段设置高喷帷幕桩井壁结构、基岩段设置定位靶向注浆段井壁结构和井壁，上下井壁结构同心、同径，紧密连接成一体，护卫井壁；井颈段高喷帷幕桩井壁结构以井筒中心为圆心，沿井筒荒径线0.6m外围至少设置三圈首尾封闭的圆环形高喷帷幕墙，定位靶向注浆井壁结构，沿井筒荒径线圆周2m外至少设置8个垂直地面的定位靶向注浆段，两者护卫着井壁。该专利的不足之处在于：需在井筒外围设置三圈高喷帷幕桩，施工周期长，造价高；且井壁结构需要设置内外双层，施工工序转换多，施工复杂。又如中国专利申请号CN202010798924.6，公开日为2020年11月13日，该专利公开了一种富含孔隙水基岩地下连续盲槽注浆帷幕施工方法，属于矿山工程施工
本技术包括如下步骤：步骤1：环绕待开挖井筒的外围形成多个垂直孔；步骤2：从任一垂直孔的底部向相邻两垂直孔水平钻孔延伸，形成“U”型联通钻孔；步骤3：沿所述“U”型联通钻孔穿入金刚石绳索，通过绳锯切割形成深部地下盲槽；步骤4：重复步骤2～步骤3，形成筒状深部地下连续盲槽；步骤5：向筒状深部地下连续盲槽注浆，在深部地下富含孔隙水基岩段形成筒状地下连续水泥墙体。该专利的不足之处在于：施工繁琐，且井筒强度较差。
技术实现思路
1、要解决的问题针对现有技术不良土层中立井井颈段施工繁琐和成本高的问题，本技术提供一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构。本技术中的厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构通过灌注桩、通过向注浆孔内进行注浆形成密实的墙连桩、冠梁和喷锚支护装置提高井颈段井壁承载力与强度，整体结构简单，易于实施。2、技术方案为解决上述问题，本技术采用如下的技术方案。一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构，包括设置在厚含水回填土层中的井筒，井筒荒径内开挖岩层，井筒净径与井筒荒径之间设有井壁，以井筒中心为圆心，沿井筒荒径外围设有一圈灌注桩，相邻两个灌注桩之间设有注浆孔，灌注桩顶部设有冠梁，井筒荒径与井壁之间设有锚网喷支护装置。更进一步的，沿井筒荒径外围0.5m处设有一圈灌注桩，灌注桩的直径不小于800mm，相邻两个灌注桩中心线之间的间距不大于1000mm。更进一步的，灌注桩由钻机从地面垂直而下钻灌注桩孔，灌注桩孔内下放钢筋笼，再向钢筋笼内浇注灌注桩混凝土形成。更进一步的，所述锚网喷支护装置包括设置在灌注桩内的锚杆孔，锚杆孔内设有锚固剂，锚杆的一端穿过井筒荒径所在圆面上的钢筋网片锚入锚杆孔内，同时向钢筋网片上喷射混凝土。更进一步的，所述钢筋网片直径不小于6.5mm、钢筋网片中的网格间距不大于100mm×100mm；混凝土标号不小于C20、厚度不小于100mm。更进一步的，注浆孔由钻机从地面垂直而下钻成，且注浆孔的深度大于灌注桩孔的深度。更进一步的，在注浆孔位于地表以下0～5m范围内的内部设有孔口管，通过孔口管注入水泥-水玻璃双液浆；在注浆孔位于地表以下5～15m范围内的内部设有注浆花管，通过注浆花管注入水泥-水玻璃双液浆。更进一步的，井壁为厚度不小于600mm、标号不小于C30的钢筋混凝土，钢筋混凝土内部布置双层钢筋，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。3、有益效果相比于现有技术，本技术的有益效果为：(1)本技术通过在井筒荒径外围设有一圈灌注桩，灌注桩对井壁进行护卫，增强承载力、抗变形能力和防水能力，同时通过向注浆孔内进行注浆，将呈分隔设置的灌注桩连接成一个整体，形成一个环形密实的墙连桩结构，进一步对井壁进行护卫，加固井壁强度；并且在灌注桩顶部设有一圈冠梁，冠梁一方面对灌注桩进行加强作用，保证灌注桩的强度；另一方面加强对井壁的护卫作用；喷锚支护装置直接对井壁起到提高承载力的作用，整个结构简单，稳定可靠，井颈段井壁承载力与强度也都有着显著的提高；(2)本技术沿着井筒荒径外围0.5m处设有一圈灌注桩，灌注桩设置距离过远不能很好的对井壁提高护卫作用；灌注桩设置距离过近则影响井壁施工，会后续操作带来不便；并且将灌注桩的直径设计成不小于800mm，相邻两个灌注桩中心线之间距离不大于1000mm，是为了考虑施工灌注桩时的定位误差和成桩的偏斜率，确保灌注桩能够成形，保证施工过程的顺利进行；(3)本技术中的灌注桩是向灌注桩孔内放置钢筋笼，再向钢筋笼内浇注混凝土形成灌注桩，钢筋笼的设置是为了直接在笼内浇注形成钢筋混凝土灌注桩，提高灌注桩整体的承载力和抗载力；同时钢筋笼分段制作，便于施工；且钢筋笼由主筋和箍筋组成，主筋设置在箍筋内侧，保证钢筋笼的强度；(4)本技术采用在灌注桩内开设锚杆孔，锚杆一端设有托盘，没有托盘的一端锚杆穿过井壁上的钢筋网片进入到锚杆孔内，锚杆的另一端托盘对钢筋网片起到一个压实作用，使得钢筋网片紧贴井筒荒径所在圆面，再向钢筋网片上喷射混凝土对井壁施工起到安全保障作用，同时对井筒荒径外的墙连桩结构起到支护作用，结构简单；并且对钢筋网片以及钢筋网片中的网格进行进一步的限定，进一步保证钢筋网片对井筒荒径外的墙连桩结构的支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构，包括设置在厚含水回填土层中的井筒，井筒荒径(3)内开挖岩层，井筒净径(2)与井筒荒径(3)之间设有井壁(6)，其特征在于：以井筒中心(1)为圆心，沿井筒荒径(3)外围设有一圈灌注桩(8)，相邻两个灌注桩(8)之间设有注浆孔(9)，灌注桩(8)顶部设有冠梁(7)，井筒荒径(3)与井壁(6)之间设有锚网喷支护装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构，包括设置在厚含水回填土层中的井筒，井筒荒径(3)内开挖岩层，井筒净径(2)与井筒荒径(3)之间设有井壁(6)，其特征在于：以井筒中心(1)为圆心，沿井筒荒径(3)外围设有一圈灌注桩(8)，相邻两个灌注桩(8)之间设有注浆孔(9)，灌注桩(8)顶部设有冠梁(7)，井筒荒径(3)与井壁(6)之间设有锚网喷支护装置。


2.根据权利要求1所述的一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构，其特征在于：沿井筒荒径(3)外围0.5m处设有一圈灌注桩(8)，灌注桩(8)的直径不小于800mm，相邻两个灌注桩(8)中心线之间的间距不大于1000mm。


3.根据权利要求2所述的一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构，其特征在于：灌注桩(8)由钻机从地面垂直而下钻灌注桩孔，灌注桩孔内下放钢筋笼，再向钢筋笼内浇注灌注桩混凝土形成。


4.根据权利要求1所述的一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构，其特征在于：所述锚网喷支护装置包括设置在灌注桩(8)内的锚杆孔，锚杆孔内设有锚固剂，锚杆(11)的一端穿过井筒荒径(3)所在圆面上的钢筋网片(12)锚入锚杆孔内，锚杆(11)的另一端设有对钢筋网片(12)压紧...

【专利技术属性】
技术研发人员：董亚宁，
申请(专利权)人：安徽马钢罗河矿业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34