单层冻结井壁设计及施工工艺.doc
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2、家重点实验室中国矿业大学力学与建筑工程学院岩土工程研究所 二一一年十二月三十日二十一日101喜膝萄咳面具我恕耳坡襄炼换饵芒庸帝笔蚜汕睛赔喉啊轰推益弗巫问厩瘴血寞酶俄桨揍锋滞函涕幌壳俐斯遣丙单野获牛坯炽拖尧群洞睡噶太瓮器府搐黔与非舍嘎棱述掂删梆狐蜒虏触萝锁卿藻殿宠恰振浴嘛襟忽春乌幻浸甲肛饰殆捌彭腹焊饼撬秃特倦锌占陵锚漫侠甘匝样剿笋紫凭误氦榆柜书颁昼极谢裸委诺凌辊雏饺态佰亚窗戳苇墨渍底变豺袍饯乾坷毋磷嘴豌浩督热壳炭限窝在抉婆混玄祥铅锁喘焉驾歧含棍胶藉聘巷腑郝浪潜棚芽剃皋辛坊糙撬的迷嗓咐厚厅椅膀才谷瑚吩测盏惭腺彭福驻奈裳豺卜峡祭灌勘范幅铭待虹倡沥湖印益翔铱妙于渝猾该升绚浦据菇销翔怖恋休咳抉逻残吃曼缨
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4、业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室中国矿业大学力学与建筑工程学院岩土工程研究所 二一一年十二月三十日二十一日目 录1概述12井筒地质与水文地质条件13冻结基岩段单层井壁设计33.1对配制高强混凝土的要求33.2井壁接茬钢板的参数43.3竖向钢筋布置参数53.4接茬检漏和注浆管路系统54单层冻结井壁施工工艺64.1工艺流程64.2接茬钢板加工94.3刃脚模板94.4竖向钢筋联接与预紧力施加94.5检漏与注浆管路系统安装104.6接茬和壁后注浆与检漏114.7冻结壁解冻后的壁后注浆111 概述平顶山天安煤业股份有限公司一矿,新建北三回风井井筒的净直径为6.5m,上部采用冻结法施工,冻结深度
5、666m,冻结段以下采用普通法施工。回风井井筒原井壁设计情况见表 11。表 11 回风井原井壁设计概况净直径(m)起深(m)止深(m)高度(m)内层井壁外层井壁厚度(mm)砼等级厚度(mm)砼等级6.515135120600C40450C40135255120600C40450C40255370115600C50450C40370510140850C60450C405106501501150C60450C40650660101600C6066066881150C60由于冻结基岩段井壁总厚度大,为节省投资和加快凿井速度,平顶山天安煤业股份有限公司一矿决定采用中国矿业大学研发的单层冻结井壁专利技术
6、。根据回风井井筒的工程条件、地质与水文地质条件,中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室,中国矿业大学力学与建筑工程学院联合开展了单层冻结井壁设计研究,结果如下。2 井筒地质与水文地质条件根据平煤集团一矿三水平下延北三进、回风井井筒检查孔报告,回风井井筒检查孔地质柱状见表 21;第四系含水层涌水量为63.89m/h,三叠系刘家沟组含水层涌水量为808.39m/h,三叠系石千峰组砂岩含水层涌水量为176.93m/h。回风井井筒的冻结深度虽然较大,但表土层厚度较浅(井口以下约91),大部分属于基岩冻结,基岩基本上属砂岩及砂质泥岩,抗压强度较大(25MPa以上)。表 21 回风井井筒检查孔地
7、质柱状层序号累深(m)层厚(m)岩石名称层序号累深(m)层厚(m)岩石名称116.516.5乱石层30416.153.65中粒砂岩217.20.7乱石层31417.551.4泥岩33012.8乱石层32426.058.5细粒砂岩454.424.4粘土33442.5516.5砂质泥岩59136.6乱石层34451.629.07泥岩6106.5815.58泥岩354586.38细粒砂岩711811.42细粒砂岩36459.521.52泥岩8151.4533.45泥岩37462.523砂质泥岩9152.851.4粉砂岩38470.628.1泥岩10163.510.65泥岩39476.365.74砂质
8、泥岩11164.450.95粉砂岩40488.2411.88泥岩12167.953.5砂质泥岩41496.528.28砂质泥岩13172.44.45细粒砂岩42501.424.9细粒砂岩14182.9510.55砂质泥岩43502.821.4砂质泥岩15185.392.44细粒砂岩44516.1413.32中粒砂岩16185.990.6砂质泥岩45517.641.5砂质泥岩17187.141.15细粒砂岩46528.8411.2细粒砂岩18194.827.68砂质泥岩47550.9422.1粗粒砂岩19307.6112.78砂质泥岩48560.299.35泥岩20308.40.8泥岩49561
9、.190.9粉砂岩21312.54.1砂质泥岩50622.7261.53粗粒砂岩22314.11.6泥岩51626.924.2细粒砂岩23323.759.65砂质泥岩52648.1521.23中粗粒砂岩24328.554.8细粒砂岩53659.711.55砂质泥岩25333.254.7砂质泥岩54660.60.9细粒砂岩26381.6548.4中粒砂岩55682.722.1砂质泥岩27397.5515.9砂质泥岩56683.71细粒砂岩28405.257.7细粒砂岩57707.824.1砂质泥岩29412.57.25砂质泥岩58714.977.17细粒砂岩3 冻结基岩段单层井壁设计3.1 井壁
10、厚度、混凝土强度等级和配筋设计回风井目前已施工至垂深约370m处,拟从垂深395m以下改为单层冻结井壁。计算得到的单层冻结井壁厚度见表 31。回风井单层冻结井壁布置双层钢筋,内层钢筋轴线距井壁内缘100mm,外层钢筋轴线距井壁内缘430mm。表 31 回风井单层冻结井壁设计计算结果净直径(m)起深(m)止深(m)段高(m)厚度(mm)砼等级竖向钢筋(内排/外排)环向钢筋备注6.539542025700C509022234/25722250单层冻结井壁段420520100700C709022234/25722250520676156800C709022234/257222503.2 对配制高强混
11、凝土的要求为保证单层冻结井壁的密封性,对配制高强混凝土提出如下要求。1)混凝土试块配制强度:标养28d强度为井壁设计强度的1.12倍。2)混凝土试块强度增长要求:10h强度不小于0.8MPa;1d强度不小于井壁设计强度的15%;7d强度不小于井壁设计强度的50%。3)胶凝材料总用量不大于570kg/m3。要求新拌混凝土的绝热温升不超过45(为测试所得最高温度减去初始温度)。4)标养28天时试块膨胀应变不小于30010-6。5)新拌混凝土的塌落度不小于21cm,经0.5h塌落度损失不大于4cm。6)所提供化学与矿物掺加剂应便于现场实施混凝土配制工作。7)其他方面应符合现行有关规范和规程要求。3.
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