[发明专利]一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构及施工方法

说明书

本发明公开了一种厚含水回填土层中的立井井颈段井壁结构及施工方法，属于矿山立井建设领域。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，本发明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。本发明通过灌注桩、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。本发明的施工方法效率高，方便简单，能够实现井筒的快速掘砌。

技术领域

本发明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及施工方法。

背景技术

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，属于矿山工程施工技术领域。本发明包括如下步骤：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。

发明内容

1、要解决的问题