[实用新型]立井井颈段高喷帷幕桩的井壁结构及施工装置

说明书

立井井颈段高喷帷幕桩的井壁结构涉及不良地层的立井井壁结构，包括在厚含水回填表土层设置的立井，特点是，以井筒中心线为圆心，沿井筒荒径线外围至少设置三圈首尾封闭的圆环形高喷帷幕墙，高喷帷幕墙的厚度800～1000mm，深度大于厚含水回填表土层的厚度。设置施工装置、依次施工第一、第三、第二圈高喷钻孔、高喷帷幕墙，再浇筑筋混凝土井壁。优点是构思新颖，结构简单，稳定可靠，采用高喷帷幕墙护卫井壁，增强承载力和抗变形能力，堵水效果好；施工快速，方便，能够实现井筒快速掘砌，节省费用，确保矿山生产顺利进行。

技术领域：

本实用新型属于矿山立井建设，尤其涉及不良地层的立井井壁结构及施工装置。

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。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，表土为黏土层、或为黏土与碎石、矿石混层，土体呈松散状，不规则、不均匀，密实度低，分布大量孔隙、强度低、承载力低、透水性强，在含水与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。

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；分层回填均质土工期长，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，从而到达冻结井筒周身围岩，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。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种立井井颈段高喷帷幕桩的井壁结构、施工装置及方法，结构简单、稳定、可靠、施工快速，能保证立井井颈的稳定性。

立井井颈段高喷帷幕桩的井壁结构，包括在厚含水回填表土层设置的立井，在井筒荒径线内开挖岩层，在井筒净径线与井筒荒径线之间浇筑井壁，其特点是，以井筒中心线为圆心，沿井筒荒径线外围至少设置三圈首尾封闭的圆环形高喷帷幕墙，在井筒荒径线外0.6m设置第一圈高喷帷幕墙，在第一圈高喷帷幕墙外1.2～2m设置第二圈高喷帷幕墙，在第在二圈高喷帷幕墙外1.2～2m设置第三圈高喷帷幕墙，依次类推，护卫井壁，增强承载力、抗变形能力和防水能力；所述的高喷帷幕墙的厚度800～1000mm，深度大于厚含水回填表土层的厚度；所述的井筒内设注压水孔，进行注压水试验，高喷帷幕墙区设取芯钻孔，取岩芯判断墙体质量；所述的井壁由内壁和外壁构成，外壁为不小于300mm厚的钢筋混凝土，内壁为不小于600mm厚的钢筋混凝土。

进一步改进，所述的高喷帷幕墙由同一圈上的高喷帷幕桩连接构成，所述的高喷帷幕桩是采用三管高压旋喷技术将水泥浆喷注到预设的高喷钻孔内，凝固成圆柱状桩体，同圈的桩体与桩体相互重叠连接成一个圆环形高喷帷幕墙。

进一步改进，所述的高喷钻孔，是采用钻机从地面垂直往下钻成，深度大于厚含水回填表土层厚度，钻孔直径不小于130mm，两钻孔之间间距不大于0.9m；所述的水泥浆喷注入高喷钻孔并向周边扩充，成桩直径为800mm～1000mm，桩与桩之间有不小于100mm的重叠连接区。

进一步改进，所述的取芯钻孔为两个，在高喷帷幕墙区内对称设置，采用钻机从地面垂直往下钻成，深度大于高喷帷幕桩深度5m，钻孔直径91mm，根据取出的岩芯判断高喷质量。