[发明专利]一种复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法

权利要求书

1.一种复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S1：在作业位置进行机械成孔，并利用水压平衡方式保持孔壁稳定；

步骤S2：在地表设计护壁结构；

步骤S3：将护壁结构下沉到成孔的预定位置后，进行注浆固定护壁结构。

2.根据权利要求1所述的复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：步骤S2中的所述护壁结构为预制钢材护壁结构，包括护壁钢筒、护壁结构底板、环形内支撑、注浆管、通风管和衬板；所述护壁结构的设计步骤如下：

步骤S201：将10mm厚的钢板卷制成钢筒小节，并将各钢筒小节焊接成护壁钢筒；

步骤S202：将20mm厚钢板切割成与所述护壁钢筒等径的圆盘，在圆盘上对称施打2个预留孔制成护壁结构底板，将护壁钢筒与护壁底板焊接在一起，形成护壁结构框架；

步骤S203：在所述护壁钢筒内、外侧分别安装注浆管，且内侧注浆管通过护壁结构底板的预留孔伸出底板；注浆管底部统一封堵，完成后在护壁结构底板上方安装衬板进行底板的找平；

步骤S204：在所述护壁钢筒内轴向间隔设置所述环形内支撑。

3.根据权利要求2所述的复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：步骤S201中的钢筒圆度偏差不超过±20mm。

4.根据权利要求2所述的复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：步骤S203中的内侧注浆管通过护壁结构底板的预留孔伸出底板后，采用电弧焊将内侧注浆管与预留孔接缝处进行焊接固定及封堵。

5.根据权利要求2所述的复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：步骤S203中内、外侧注浆管的底部统一采用胶布封堵。

6.根据权利要求2所述的复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：步骤S204中所述环形内支撑包括护壁钢筒、环形钢筒和脚手架，设计步骤如下：首先使用10mm厚钢板卷制成高度30～40cm、直径小于护壁钢筒直径的环形钢筒，然后将所述环形钢筒在预定安装位置与所述护壁钢筒同心放置，最后使用脚手架采用斜撑方式将二者固定。

7.根据权利要求1所述的复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：步骤S3中采用漂浮法进行护壁结构的下沉，根据护壁结构尺寸、钢板厚度、泥浆密度等参数计算出自身重量及护壁结构的浮力，通过计算算出护壁筒下沉所需的配水量，向护壁筒内注水并通过控制注水的速率控制下沉速度；下沉到位后，在周围土层中下入地锚，并将护壁钢筒与地锚进行连接固定，防止其下沉或上浮。

8.根据权利要求1所述的复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：步骤S3中采用孔底和孔壁联合注浆方法进行护壁结构的固定，在注浆管上安装流量计，并计算出底部及侧壁所需的水泥浆体积，先对护壁结构底部进行注浆，观测流量计读数，达到计算数值后停止注浆；待底部水泥浆凝结后进行侧壁注浆，观测流量计读数，当流量计数值达到计算数值时且能在孔口观察到新鲜水泥浆反出时停止注浆。

9.根据权利要求8所述的复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：步骤S3中注浆时选用P.O 42.5普通硅酸盐水泥，水灰比1:1，注浆压力0.3～0.5MPa，流量不大于100L/min。

10.根据权利要求1所述的复杂地层深埋小空间作业的井壁支护施工方法，其特征在于：步骤S1中采用正循环方式进行机械成孔，成孔直径超过作业空间直径400mm，成孔深度超过作业空间深度400～500mm，成孔满足深度后，采用反循环工艺清孔，确保孔底沉渣不大于5cm，垂直度偏差不超过±1％。