第5章混凝土帷幕法分解.ppt

第5章 混凝土帷幕法 第一节 概述 第二节 槽孔施工 第三节 泥浆下灌注混凝土 第四节 掘进、套壁与补强 第一节 概 述 混凝土帷幕法(简称帷幕法)是属超前支护类的一种井巷特殊施工方法。此法实质是：预先在井筒或其它地下结构物设计位置的周围，建造一个封闭的圆形或其它形状的混凝土帷幕，其深度应穿过不稳定表土层，并嵌入不透水稳定岩层3—6m，在帷幕的保护下可安全进行掘砌作业，达到顺利通过不稳定含水地层建成井筒，或在不稳定地层中建成地下结构物的目的。 第一节 概 述 通常，混凝土帷幕需分成若干槽段(或称槽孔)，依次进行槽段的钻凿并灌注混凝土，即在触变泥浆的保护下，用造孔设备先顺序钻凿直径为槽段宽度的钻孔，然后将各钻孔连通构成槽段，每个槽段钻凿到设计深度后，在泥浆条件下边灌注混凝土，边置换出泥浆，直至混凝土充满槽段。通过适当的接头施工把各槽段相互衔接后，即筑成一个所需形状的地下混凝土帷幕。 第一节 概 述 混凝土帷幕既可作为井筒或其它地下工程掘进过程的临时支护，也可在修整帷幕内侧表面或作套壁处理后，作为井筒或地下结构物的组成部分。凡是用上述工艺在地表下建成混凝土或钢筋混凝土墙的施工方法统称地下连续墙(或防渗墙)施工法，用于煤矿立井表土施工中则称为混凝上帷幕法。本章以论述煤矿立井帷幕施工法为主。井筒帷幕法施工的主要工艺流程如图5—1所示。 第一节 概 述 实践表明，帷幕法施工具有下述特点： (1)施工方法简单，无需复杂的机械设备，施工准备期短。 (2)适应性强，可有效地穿过含有卵石、砾石和流砂等复杂的含水冲积地层，甚至可使帷幕嵌入一定深度的稳定基岩中，不另进行封底即可作到封堵地下水，改善作业环境，安全地进行井筒开挖。 (3) 工艺技术较成熟，质量较可靠，防渗效果显著。 (4) 可同时使用多台设备，施工速度较快。 (5) 钢材、木材耗用量小，所需大宗材料——水泥、砂、石等容易就地取材，易于降低成本。 (6)选用适当的造孔机械，可以作别无噪声、无振动，在城市内和密集建筑群中，用该法施工有突出优点。 第一节 概 述 用于井筒施工，帷幕法尚存在不足之处： (1)立井帷幕较深，对施工技术要求较高，尤其是接头部分。若选择造孔设备欠妥或施工管理不当，易造成超挖浪费，接头不好时会渗漏地下水，给后续的井筒掘砌带来困难。 (2)表土深度太大或承压水头较高的极不稳定地层中，使用该法尚欠经验。 (3)泥浆制备与处理系统占地较大，管理不善易使现场泥泞，影响土建部分的施工。 就矿山工程而论，目前因成槽机具设备、专业施工队伍和施工技术水平的限制，帷幕法仅适用于深度不超过100m的含水不稳定表土层立井和斜井的施工。 第二节 槽孔施工 无论立井的帷幕或其它工程的地下连续墙，施工前均需根据工程要求和地质条件，决定帷幕的深度和厚度，然后划分若干槽段(槽孔)分别施工。 一、确定帷幕深度、厚度和槽段数目 帷幕深度可依地质资料和工程要求按下式确定： H＝h1+ h2 式中 H ——混凝上帷幕设计深度，m ； h1——含水不稳定肿积层厚度，m； h2——帷幕嵌入不透水稳定地层的深度，取3—6m。 第二节 槽孔施工 立井帷幕作为永久支护时，内壁的半径可按下式近似计算 R＝R0＋E0＋2iH 式中 R ——帷幕内壁半径，m； R0——井筒设计半径，m； E0——套壁厚度，m； i ——造孔允许最大偏斜率； H ——帷幕设计深度，m。 第二节 槽孔施工 这样，帷幕中心线的半径应为： R1＝R0＋E0＋1/2 (φ＋0.15) ＋2iH 式中 R1 ——帷幕中心线半径，m； φ ——钻头直径，m； 0.15——钻进时的扩孔量，m。 第二节 槽孔施工 确定槽段数目时，要在保证造孔安全和质量的前提下，根据地质条件、单个榴段造孔延续时间和混凝上的浇筑能力，尽可能加大槽段长度，减少接头孔数目。立井帷幕通常划成2－3个弧形槽段分别施工。 第二节 槽孔施工 二、施工准备 槽孔施工是帷幕法的第一道工序。为此，除常规建井准备工作外，还需围绕槽孔施工完成必要的准备工作。其内容包括修筑护井、铺设轨道、建立泥浆配置站，构筑泥浆循环系统的沟槽与沉淀池，埋设地锚