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1、混凝土帷幕法概要第一節(jié)概述通常,混凝土帷幕需分成若干槽段(或稱槽孔),依次進行槽段的鉆鑿并灌注混凝土,即在觸變泥漿的保護下,用造孔設備先順序鉆鑿直徑為槽段寬度的鉆孔,然后將各鉆孔連通構成槽段,每個槽段鉆鑿到設計深度后,在泥漿條件下邊灌注混凝土,邊置換出泥漿,直至混凝土充滿槽段。通過適當?shù)慕宇^施工把各槽段相互銜接后,即筑成一個所需形狀的地下混凝土帷幕。8/8/20212第一節(jié)概述混凝土帷幕既可作為井筒或其它地下工程掘進過程的臨時支護,也可在修整帷幕內(nèi)側表面或作套壁處理后,作為井筒或地下結構物的組成部分。凡是用上述工藝
2、在地表下建成混凝土或鋼筋混凝土墻的施工方法統(tǒng)稱地下連續(xù)墻(或防滲墻)施工法,用于煤礦立井表土施工中則稱為混凝上帷幕法。本章以論述煤礦立井帷幕施工法為主。井筒帷幕法施工的主要工藝流程如圖5—1所示。8/8/202138/8/20214第一節(jié)概述實踐表明,帷幕法施工具有下述特點:(1)施工方法簡單,無需復雜的機械設備,施工準備期短。(2)適應性強,可有效地穿過含有卵石、礫石和流砂等復雜的含水沖積地層,甚至可使帷幕嵌入一定深度的穩(wěn)定基巖中,不另進行封底即可作到封堵地下水,改善作業(yè)環(huán)境,安全地進行井筒開挖。(3)工藝技術較
3、成熟,質(zhì)量較可靠,防滲效果顯著。(4)可同時使用多臺設備,施工速度較快。(5)鋼材、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)選用適當?shù)脑炜讬C械,可以作別無噪聲、無振動,在城市內(nèi)和密集建筑群中,用該法施工有突出優(yōu)點。8/8/20215第一節(jié)概述用于井筒施工,帷幕法尚存在不足之處:(1)立井帷幕較深,對施工技術要求較高,尤其是接頭部分。若選擇造孔設備欠妥或施工管理不當,易造成超挖浪費,接頭不好時會滲漏地下水,給后續(xù)的井筒掘砌帶來困難。(2)表土深度太大或承壓水頭較高的極不穩(wěn)定地層中
4、,使用該法尚欠經(jīng)驗。(3)泥漿制備與處理系統(tǒng)占地較大,管理不善易使現(xiàn)場泥濘,影響土建部分的施工。就礦山工程而論,目前因成槽機具設備、專業(yè)施工隊伍和施工技術水平的限制,帷幕法僅適用于深度不超過100m的含水不穩(wěn)定表土層立井和斜井的施工。8/8/20216第二節(jié)槽孔施工無論立井的帷幕或其它工程的地下連續(xù)墻,施工前均需根據(jù)工程要求和地質(zhì)條件,決定帷幕的深度和厚度,然后劃分若干槽段(槽孔)分別施工。一、確定帷幕深度、厚度和槽段數(shù)目帷幕深度可依地質(zhì)資料和工程要求按下式確定:H=h1+h2式中H——混凝上帷幕設計深度,m;h1
5、——含水不穩(wěn)定腫積層厚度,m;h2——帷幕嵌入不透水穩(wěn)定地層的深度,取3—6m。8/8/20217第二節(jié)槽孔施工立井帷幕作為永久支護時,內(nèi)壁的半徑可按下式近似計算R=R0+E0+2iH式中R——帷幕內(nèi)壁半徑,m;R0——井筒設計半徑,m;E0——套壁厚度,m;i——造孔允許最大偏斜率;H——帷幕設計深度,m。8/8/20218第二節(jié)槽孔施工這樣,帷幕中心線的半徑應為:R1=R0+E0+1/2(φ+0.15)+2iH式中R1——帷幕中心線半徑,m;φ——鉆頭直徑,m;0.15——鉆進時的擴孔量,m。8/8/20219
6、第二節(jié)槽孔施工確定槽段數(shù)目時,要在保證造孔安全和質(zhì)量的前提下,根據(jù)地質(zhì)條件、單個榴段造孔延續(xù)時間和混凝上的澆筑能力,盡可能加大槽段長度,減少接頭孔數(shù)目。立井帷幕通常劃成2-3個弧形槽段分別施工。8/8/202110第二節(jié)槽孔施工二、施工準備槽孔施工是帷幕法的第一道工序。為此,除常規(guī)建井準備工作外,還需圍繞槽孔施工完成必要的準備工作。其內(nèi)容包括修筑護井、鋪設軌道、建立泥漿配置站,構筑泥漿循環(huán)系統(tǒng)的溝槽與沉淀池,埋設地錨樁,準備造孔機具和泥漿及混凝土的材料等。8/8/202111第二節(jié)槽孔施工(一)修筑護井護井又稱導墻
7、或導向槽,是在井筒設計位置周圍地表上修筑的鋼筋混凝土環(huán)狀溝槽。用于立井的護井由內(nèi)護井和外護井兩部分組成。斜井和其它地下結構的護井一般筑成直溝槽狀。溝槽凈寬比造孔鉆頭直徑大20cm左右,溝槽凈深要大于1.5m,通常置于地下水位以上1.8m,溝槽上端要高出地表0.3m,并與進漿溝(或管)、排漿溝相通。護井壁厚約20-30cm,混凝土強度等級在C20以上。8/8/202112第二節(jié)槽孔施工護井的作用是:(1)固定鉆孔位置。(2)在造孔初始階段起導向作用。(3)儲存觸變泥漿。(4)作為檢測鉆孔質(zhì)量的基準。(5)避免孔口塌方
8、,維護孔口穩(wěn)定。(6)承托鉆機,減輕鉆機振動對土壁的影響。8/8/202113第二節(jié)槽孔施工(二)鋪設鉆機軌道為便于造孔機具能圍繞井筒四周穩(wěn)定且靈活地行走,更換造孔位置,要依據(jù)鉆機結構和荷載狀況,在井筒四周鋪設2-4條24-50kg/m的環(huán)形鋼軌。要求軌面平整,高差小于10mm,徑向誤差小于2mm,路基應牢固、整體性好,不得有不均勻沉降現(xiàn)象。軌枕下石子墊層厚