专利名称：环向可压缩的复合井壁及其施工方法
技术领域：
本发明涉及环向可压缩的复合井壁及其施工方法，特别适用于穿过深厚地层的 立井井筒，也适用于承受较大地压的巷道及峒室。
背景技术：
为开采深部矿产资源，越来越多的矿井井筒需采用冻结法穿过深厚表土层或孔 隙含水软岩层，相应地由于井壁周围水土压力的加大，井壁越来越厚。过厚的井壁不仅 导致凿井费用急剧上升、工期成倍增加，而且面临严重的大体积混凝土温度裂缝难题， 径向贯穿性的温度裂缝会使井壁封水性能难以达到设计要求。因此，如何合理减薄井壁 厚度是超大直径(净直径8m以上)、超深井筒(井筒穿过地层深度为800 1500m)、 建设中面临的关键难题之一。国外深井冻结井壁多采用铸铁丘宾块与混凝土复合井壁， 或钢板混凝土复合井壁，这两类井壁施工工艺复杂，造价昂贵。对于深部冻结井壁，国 内普遍采用双层钢筋混凝土井壁，对超大直径、超深井筒而言，井壁依然过厚。中国专 利ZL 200610088128.3公开的一种带接荐板的单层井壁及其施工方法，这种井壁结构克服 了传统双层复合井壁的不足，大幅减薄了井壁厚度。但即使采用这种单层井壁结构，采 用ClOO高强混凝土强度，对超大直径、超深井筒而言，井壁厚度也会超过3m。因此还 必须进一步减薄井壁厚度。
发明内容
技术问题本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种能有效提高 井壁极限承载能力、减薄井壁厚度、降低工程造价且缩短施工工期的环向可压缩的复合 井壁。技术方案本发明的环向可压缩复合井壁，包括钢筋混凝土外层井壁、内层井 壁，所述的内层井壁中沿井筒轴向设有压缩率不小于20%的可压缩隔层。所述的可压缩隔层为由泡沫板、钢材、木材、橡胶中的一种、两种或多种材质 形成的可压缩结构；所述的可压缩隔层为1 4条。本发明环向可压缩的复合井壁的施工方法包括按段高施工具有防水性的外层 井壁至一定深度后，从下往上按段高施工内层井壁，所述的从下往上按段高施工内层井 壁，在每一段高施工中先设置可压缩隔层，然后绑扎内层井壁的钢筋，之后立内层井壁 模板，浇筑混凝土完成一条具有可压缩隔层的段高，重复前一段高的施工，直至设计高度。有益效果通过在内层井壁中沿井筒轴向布置至少一条压缩率较大的可压缩隔 层，当井壁受到周围水土压力作用时，可压缩隔层在环向产生一定的压缩量，从而使井 壁沿径向应力分布更加均勻，有效提高井壁的环向承载能力。与现有技术相比，通过使 内层井壁在环向产生一定的压缩量，能提高井壁水平极限承载力30%以上，可压缩隔层 在井壁外侧水土压力作用下将产生其厚度20%以上的压缩量，使井壁沿径向的切向应力分布更为均勻，从而大大提高井壁整体的承载能力。有效减薄现有的井壁厚度，大大提 高了井筒掘砌断面利用率，并大幅降低工程造价。其结构简单，易施工，在本技术领域 内具有广泛的应用前景。
图1是本发明的复合井壁结构横剖面图。图中1 一外层井壁，2—内层井壁，3 —可压缩隔层。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明的一条实施例作进一步的描述
本发明的环向可缩的复合井壁，主要由钢筋混凝土外层井壁1、内层井壁2和可压缩 隔层3构成，其中可压缩隔层3沿井筒轴向设置，可压缩隔层3设在内层井壁2中，根 据现场实际情况，可压缩隔层3至少设置1条，也可以设置2条、3条或4条。图1中所 示为4条。可压缩隔层3为由泡沫板、钢材、木材、橡胶中的一种、两种或多种材质形 成的可压缩结构，其压缩率不小于20%，
本发明环向可压缩的复合井壁的施工方法在井筒周围用冻结法形成隔水帷幕，按 常规方法从上至下分段施工传统的双层钢筋混凝土复合井壁的外层井壁1，通过使用现有 的井壁接茬防水技术使外层井壁1具有良好的防水性；当外层井壁1施工至设定位置后， 再从下至上施工内层井壁2，内层井壁2每一段高施工工序为在每一段高施工中先设置 可压缩隔层3，然后绑扎内层井壁2的钢筋，之后立内层井壁模板，浇筑混凝土完成一个 具有可压缩隔层3的段高，在完成的一个具有可压缩隔层3的段高之上接续施工下一段 高，重复前一段高的施工直至设计高度。当环向可压缩复合井壁承受水土压力时，可压缩隔层3产生压缩，随着可压缩 隔层3的压缩，外层井壁1首先承受较大的水土压力，当可压缩隔层3压缩到一定程度 后，内层井壁2所受切向应力逐渐增大，这样通过可压缩隔层3的压缩让压作用，使双层 复合井壁沿径向的切向应力均勻分布，从而提高复合井壁的整体承载能力。
权利要求
1.一种环向可压缩复合井壁，包括钢筋混凝土外层井壁(1)、内层井壁(2)，其 特征在于所述的内层井壁(2)中沿井筒轴向设有压缩率不小于20%的可压缩隔层(3)。
2.根据权利要求1所述的一种环向可压缩复合井壁，其特征在于所述的可压缩隔层 (3)为由泡沫板、钢材、木材、橡胶中的一种、两种或多种材质形成的可压缩结构。
3.根据权利要求1或2所述的一种环向可压缩复合井壁，其特征在于所述的可压缩 隔层(3)为1 4条。
4.一种环向可压缩的复合井壁的施工方法，包括按段高施工具有防水性的外层井壁(1)至一定深度后，从下往上按段高施工内层井壁(2)，其特征在于从下往上按段 高施工内层井壁(2)，在每一段高施工中先设置可压缩隔层(3)，然后绑扎内层井壁(2)的钢筋，之后立内层井壁模板，浇筑混凝土完成一个具有可压缩隔层(3)的段 高，重复前一段高的施工，直至设计高度。
全文摘要
一种环向可压缩的复合井壁及其施工方法，最适用于提高立井井壁的承载能力。复合井壁包括带有防水性的外层井壁，环向可压缩的内层井壁组成，在内层井壁中至少设置有一条可压缩隔层。其施工方法按段高从上至下施工具有防水性的外层井壁，再从下至上施工嵌装有可压缩隔层的内层井壁，最后按段高施工至设计高度。当复合井壁周围水土压力作用时，内层井壁的可压缩隔层压缩让压，使井壁沿径向应力分布更加均匀，从而有效提高井壁的承载能力。可有效减薄现有的井壁厚度，提高井筒断面利用率，大幅降低工程造价。
文档编号E21D11/10GK102011592SQ201010562720
公开日2011年4月13日 申请日期2010年11月29日 优先权日2010年11月29日
发明者任彦龙, 杨维好, 黄家会 申请人:中国矿业大学