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4.5 井颈与井筒支护

4.5.1 井颈的厚度应根据地层情况,凿井方法,井口附近的建筑物、构筑物、设备及其他荷载施加的垂直力和水平力,以及井颈围岩产生的侧压力等计算确定。

井颈厚度及结构形式根据围岩条件、施工方法和井口附近建筑物等因素确定。井颈处于厚度较大的风化岩层中,可选2段~3段厚度;位于中等风化以上岩层,且井塔基础与井颈分开时,其厚度可为一段。井颈一般采用钢筋混凝土支护。

4.5.2 井塔基础直接作用于井颈上时,基础下的井颈可视为深埋单根管桩,应按弹性桩基理论“m”法计算。

当井塔直接坐落在井颈上,并和井颈整体连接时,则将井颈视为深埋在土层中的单根管桩,借助于弹性桩基理论“m”法进行计算。其基本假设为:

(1)将土层看作弹性介质,它具有随深度成正比增长的地基系数,在井颈嵌固面以下任何深度处,土层的抗力和井颈的内力均为地基系数“m”的函数;

(2)从地表以下8m~10m处视为嵌固水平,以上部分由于开挖和水的影响,不考虑土层的弹性抗力;

(3)不考虑基础和土层之间的摩擦力和粘着力;

(4)井塔受风荷载、地震惯性力、自重等的作用,对嵌固水平处产生垂直力、水平力和弯矩,并产生水平位移和角位移;

(5)当位于嵌固水平以下的井颈深度h≤2.5/α(α为基础变形系数)时,认为井颈具有无穷大的刚度;当h>2.5/α时,按弹性基础考虑。

4.5.3 井颈的最小深度应根据表土层厚度、井颈内各种装置及各种孔洞之间的最小距离要求确定。井颈或壁座应进入稳定岩层中3m~5m。

4.5.4 井颈为混凝土或钢筋混凝土整体结构,井颈上开孔边长大于1.5m时,应对孔的四角及跨中的弯矩进行计算。当边长小于1.5m时,可不进行计算,应在孔的周围配以构造钢筋。

井颈根据井筒的用途及井筒布置不同,其装置有井架基框梁、托罐梁、摇台等,可能需要预留不同的孔(洞),如摇台坑、风道、人行安全通道、风水管道洞、电缆洞等。各种预留孔(洞)应错开布置,以利于提高井颈的整体强度。

4.5.5 井筒宜采用整体浇筑混凝土支护。当井筒涌水量小于6m 3 /h,且围岩坚固稳定时,可采用喷射混凝土支护。

4.5.6 井筒支护厚度应根据围岩条件、井筒直径和深度、支护材料、凿井方法等因素,通过理论计算与工程类比相结合的方法确定。

当井筒处在中等稳定以上、工程地质和水文地质条件简单的岩层中时,可采用类比法或经验数据确定井壁支护厚度。

4.5.7 基岩段井筒混凝土井壁厚度,当井深小于600m时,可按表4.5.7确定;当深度大于600m时,宜加大井壁厚度或提高混凝土强度等级。

表4.5.7 基岩段井壁厚度经验值

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注:1 混凝土强度等级不得低于C25;

2 破碎岩层、不稳定岩层、富水岩层井壁厚度应加大或提高混凝土强度等级。

4.5.8 采用冻结法凿井,井筒支护应符合下列规定:

1 冻结段井筒壁基应深入稳定基岩一定深度,并应由计算确定,且不应小于10m。

2 冻结深度应在井筒掘砌深度之下5m~8m,井筒净直径大、冻结深度较大时,可适当加大。

3 井筒宜采用复合井壁、双层钢筋混凝土或混凝土井壁支护。冻结段井壁厚度宜采用计算、工程类比法等确定,内层和外层井壁厚度均不应小于300mm;双层井壁之间宜注浆防水。

4 应将冻结法井筒掘砌的底部一定高度的内、外层井壁整体浇筑作为壁座,壁座应经计算确定。

5 井壁的混凝土强度等级不宜小于C30。

冻结法凿井在有色金属矿山使用较少,本规范中给出一些基本要求。煤炭行业在冻结凿井方面有丰富的经验和大量研究成果,也制定了许多详细规定。冻结井壁设计可参照煤矿的相关规定和要求执行。 FE+m4xZCWuq9hFUNRejEAU4i5GbWExhGkj1G2SegzWrBbEevDJ5Cpx8/g3zLVJOH

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