CN100526604C - 带接茬板的单层井壁及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明带接茬板的单层井壁及其施工方法，适用于冲积层及岩层内的凿井工程。在向下施工的单层井壁段的接茬处设有防渗水的横断面为“
”形的接茬板，接茬板与接茬板之间设有连接杆；采用分段下行方式施工，接茬板处变上、下段井壁的新、老混凝土直接接触为混凝土与接茬板接触，大幅提高井壁接茬的止水性能。该单层井壁可作为井筒掘砌过程中的临时支护结构，又可作为永久支护结构；不仅可简化冻结法凿井井壁施工工艺，而且能大幅度地降低工程造价，带来显著的经济效益；其结构简单，施工方便，密封性能好，总厚度小，具有广泛的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及带接茬板的单层井壁及其施工方法，尤其适用于冲积层及岩层内的冻结法凿井工程，也适用于冲积层及岩层内的凿井工程。
背景技术
传统的冻结法凿井工艺通常采用双层复合井壁结构，井壁由外壁(井筒向下掘进时的临时支护结构)、内壁(井筒永久支护结构)组成。冻结壁形成后，首先逐段向下掘进，并施工外壁(注：这样施工的上、下段外壁的新、老混凝土间有接茬，这种接茬是不防水的)；外壁施工到底后，再自下而上连续施工内壁；内、外壁之间铺设一定厚度的塑料板；冻结壁解冻后进行内、外壁间夹层注浆。设计井壁时内壁、外壁按单独承载考虑：内壁水平设计荷载为对应深度的静水压力；外壁水平设计荷载为冻结压力。
目前，我国冻结井筒穿过的冲积层厚度越来越大，相当数量的井筒将穿过厚达500m(甚至700m)以上的特厚冲积层。在此条件下，采用双层复合井壁结构时，内、外壁厚度常分别超过1m，井壁总厚度超过2～2.5m，井筒掘进断面的利用率(井筒净断面积与掘进断面积之比)只有不到35％。而且采用双层复合井壁结构，井筒掘进半径大，并会因此造成冻结壁厚度大幅度增加。因此双层复合井壁结构不仅大大增加了井筒掘砌工程费用，而且也大幅增加了井筒冻结工程的费用，随着冻结法凿井深度的增大，双层复合井壁结构越来越不合理。在此条件下，开发新型的井壁结构形式及井壁施工工艺，进而提高井筒掘进断面的利用率，降低工程造价的迫切性越来越突出。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种带接茬板的单层井壁及其施工方法，可取代双层复合井壁结构，实现简化冻结法凿井施工工艺，降低工程造价。
技术方案：本发明带接茬板的单层井壁，在冻结井筒采用分段下行方式掘砌施工的井壁段的接茬处设有防渗水的横断面为“
”形的接茬板，接茬板与接茬板之间设有多根连接杆。所述井壁段内可设有提高井壁承载力的钢筋。所述井壁段由混凝土或是含纤维的混凝土浇注而成，混凝土中添加有占总胶凝材料量不超过15％的膨胀剂。所述接茬板的横断面还可以是“
”形或波纹形的。所述连接杆和接茬板的材料可以是金属，也可以是塑料或纤维。所述井壁段内侧可设有钢板或带肋弧形板。所述井壁段内也可设有钢骨架。
本发明带接茬板的单层井壁的施工方法，采用分段下行施工方式随井筒向下掘进，逐段施工，其步骤如下：
步骤一：当井筒向下掘进出一个段高后，根据设计需要沿井帮铺设泡沫塑料板；
步骤二：将制作好的接茬板弧段运至工作面，组装连接成接头不渗漏的整体接茬板；
步骤三：用连接杆将在工作面组装好的接茬板与上一段高井壁下缘的接茬板连接起来；
步骤四：根据设计需要绑扎钢筋或安装钢骨架；
步骤五：若井壁内侧无需设置钢板或带肋弧形板，则组立模板；反之则利用钢板或带肋弧形板作为模板；
步骤六：向模板与井帮之间浇注混凝土，形成井壁段；
步骤七：重复上述步骤，掘砌至设计深度，形成单层井壁。
有益效果：本发明带接茬板的单层井壁及其施工方法，在井壁段连接处采用接茬板结构形式，分段下行方式掘砌。该种带接茬板的单层井壁，从改变接茬方式和防止井壁开裂两方面着手解决井壁漏水问题。一方面，通过在井壁接茬处设置接茬板，部分或全部地变上、下段井壁的新、老混凝土直接接触为混凝土与接茬板接触，大幅提高井壁接茬的止水性能；另一方面，通过采取补偿混凝土的收缩变形，以及约束混凝土的竖向变形，使井壁混凝土内始终不产生竖向拉应力，从而保证井壁不会产生贯穿性环形裂纹。该单层井壁不但可作为井筒掘砌过程中的临时支护结构，又可作为永久支护结构。它可取代双层冻结井壁及带夹层的双层复合冻结井壁，不仅简化了冻结井壁施工工艺，而且能大幅度地降低工程造价，带来显著的经济效益；其结构简单，施工方便，密封性能好，总厚度小，具有广泛的实用性。
附图说明
图1是本发明带接茬板的单层井壁实施例一结构图。
图2是本发明带接茬板的单层井壁实施例二结构图。
图3是本发明带接茬板的单层井壁实施例三结构图。
图4是本发明带接茬板的单层井壁实施例四结构图。
具体实施方式
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的描述：
本发明带接茬板的单层井壁，图1所示，主要由混凝土1、连接杆2、接茬板3、钢筋4构成，根据设计需要，可在井壁内加设钢骨架6，图3所示；或在井壁内侧加设钢板5，图2所示；或井壁内侧加设带肋弧形板7，图4所示。接茬板3的横断面可以是“
”形，还可以是“”形或波纹形，接茬板3设在单层井壁段1的接茬处，接茬板3主要起接茬止水作用。在上、下段井壁接茬处，利用接茬板3，部分或全部地变上、下段井壁的新、老混凝土直接接触为混凝土与接茬板3接触，提高了接茬的止水性能。接茬板3与接茬板3之间设有连接杆2，连接杆2用于悬吊混凝土和接茬板3，接茬板3配合连接杆2悬吊混凝土和约束混凝土的变形，连接杆2与接茬板3构成对混凝土的竖向约束体系，约束混凝土在竖向不产生拉应力，并提高接茬板3与混凝土间的结合力。连接杆2和接茬板3的材料可以是金属，也可以是塑料或纤维。井壁段1内可设有提高井壁承载力的钢筋4，当井壁内配有钢筋4时，可用部分竖向钢筋作为连接杆2。井壁段1的混凝土可以是水泥混凝土，也可以是是含纤维的水泥混凝土或聚合物混凝土，混凝土主要起粘接、固化成形和承载作用，充填于上、下接茬板3之间的井壁空间。为补偿混凝土的收缩变形和在井壁竖向产生一定预压应力，必要时在混凝土中加入不超过总胶凝材料量15％的膨胀剂，对混凝土的收缩变形进行补偿；对井壁混凝土的竖向变形进行约束，使井壁混凝土内始终不产生竖向拉应力，保证井壁不产生贯穿性环形裂纹。根据提高井壁承载力和增加井壁延性的需要有选择地设置钢筋4、钢板5、钢骨架6和带肋弧形板7，则分别形成钢筋混凝土井壁段、钢板混凝土井壁段、钢骨混凝土井壁段和带肋弧形板混凝土复合井壁段。
本发明带接茬板的单层井壁的施工方法，采用分段下行方式逐段施工，当井筒向下掘进出一个段高后，根据设计需要沿井帮铺设泡沫塑料板；将制作好的接茬板3弧段运至工作面，组装连接成接头不渗漏的整体接茬板3；用连接杆2将在工作面组装好的接茬板3与上一段高井壁下端的接茬板3连接起来；如果井壁设计需要有配筋4或钢骨架5，则绑扎钢筋4或安装钢骨架5；如果井壁内侧未设计有钢板6或带肋弧形板7，则组立模板；反之则利用钢板6或带肋弧形板7作为模板；向模板与井帮之间浇注混凝土，形成井壁段1；重复上述步骤，掘砌施工至设计深度，形成单层井壁。
Claims (9)
1、一种带接茬板的单层井壁，其特征在于：在采用分段下行方式掘砌施工的井壁段(1)的接茬处设有防渗水的横断面为
形的接茬板(3)，不同层井壁段的接茬板(3)与接茬板(3)之间设有多根连接杆(2)。
2、根据权利要求1所述的带接茬板的单层井壁，其特征在于：所述井壁段(1)内设有多根提高井壁承载力的钢筋(4)。
3、根据权利要求1所述的带接茬板的单层井壁，其特征在于：所述井壁段(1)由混凝土或是含纤维的混凝土浇注而成，混凝土中添加有占总胶凝材料量不超过15％的膨胀剂。
4、根据权利要求1所述的带接茬板的单层井壁，其特征在于：所述接茬板(3)的横断面还可以是“—”形或波纹形的。
5、根据权利要求1或4所述的带接茬板的单层井壁，其特征在于：所述连接杆(2)和接茬板(3)的材料可以是金属，也可以是塑料或纤维。
6、根据权利要求1、2或3所述的带接茬板的单层井壁，其特征在于：所述井壁段(1)内侧设有钢板(5)。
7、根据权利要求1、2或3所述的带接茬板的单层井壁，其特征在于：所述井壁段(1)内设有钢骨架(6)。
8、根据权利要求1、2或3所述的带接茬板的单层井壁，其特征在于：所述井壁段(1)内侧设有带肋弧形板(7)。
9、一种带接茬板的单层井壁的施工方法，采用分段下行施工方式随井筒向下掘进，逐段施工，其特征在于：施工步骤如下：
步骤一：当井筒向下掘进出一个段高后，根据设计需要沿井帮铺设泡沫塑料板；
步骤二：将制作好的接茬板(3)弧段运至工作面，组装连接成接头不渗漏的整体接茬板(3)；
步骤三：用连接杆(2)将在工作面组装好的接茬板(3)与上一段高井壁下缘的接茬板(3)连接起来；
步骤四：绑扎钢筋(4)或安装钢骨架(6)；
步骤五：若井壁内侧无需设置钢板(5)或带肋弧形板(7)，则组立模板；反之则利用钢板(5)或带肋弧形板(7)作为模板；
步骤六：向模板与井帮之间浇注混凝土，形成井壁段(1)；
步骤七：重复上述步骤，完成井筒掘砌，形成单层井壁。
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