技術領域

本發明涉及一種具有可壓縮夾層的復合井壁及其施工方法，特別適用于穿過深厚地層的立井井筒，也適用于承受較大地壓的巷道及峒室。

背景技術

為開采深部礦產資源，越來越多的礦井井筒需采用凍結法穿過深厚表土層或孔隙含水軟巖層，相應地由于井壁周圍水土壓力的加大，井壁越來越厚。過厚的井壁不僅導致鑿井費用急劇上升、工期成倍增加，而且面臨嚴重的大體積混凝土溫度裂縫難題，徑向貫穿性的溫度裂縫會使井壁封水性能難以達到設計要求。因此，如何合理減薄井壁厚度是超大直徑(凈直徑8m以上)、超深井筒(井筒穿過地層深度為800～1500m)、建設中面臨的關鍵難題之一。國外深井凍結井壁多采用鑄鐵丘賓塊與混凝土復合井壁，或鋼板混凝土復合井壁，這兩類井壁施工工藝復雜，造價昂貴。對于深部凍結井壁，國內普遍采用雙層鋼筋混凝土井壁，為防止內層井壁產生溫度裂縫，多數井筒通過在內、外層井壁之間夾1～2層薄塑料解除內、外層井壁之間的約束。傳統的帶塑料夾層的雙層復合井壁基本解決了凍結井筒內井壁的防水問題，但其外層井壁不防水，內井壁須按承受靜水壓計算，對超大直徑、超深井筒而言，井壁依然過厚。為了解決井壁過厚問題，專利號為ZL200610088128.3公開的“帶接薦板的單層井壁及其施工方法”，克服了傳統雙層復合井壁的不足，大幅減薄了井壁厚度。但即使采用這種單層井壁結構，采用C100高強混凝土強度，對超大直徑、超深井筒而言，井壁厚度也會超過3m。因此必須進一步減薄井壁厚度。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種能有效提高井壁極限承載能力，減薄井壁厚度，降低工程造價且縮短施工工期的具有可壓縮夾層的復合井壁及施工方法。

技術方案：本發明的復合井壁，包括帶有防水性的外側井壁，內層井壁，所述的內層井壁為一層或多層，所述帶有防水性的外側井壁與內層井壁之間設有一層可壓縮夾層，或帶有防水性的外側井壁與內層井壁之間、內層井壁各層之間均設有一層可壓縮夾層。

所述的可壓縮夾層為徑向壓縮率大于30％材料，如泡沫板、木材、橡膠或瀝青。

本發明的施工方法，包括按段高從上至下或從下至上施工帶有防水性的外側井壁，其特征在于：

當內層井壁為一層時，在帶有防水性的外側井壁內側鋪設可壓縮夾層，然后按段高從下至上施工內層井壁至設計高度；

當內層井壁為多層時，在帶有防水性的外側井壁內側鋪設可壓縮夾層，然后由外向內逐層施工內層井壁及可壓縮夾層，直至設計高度。

有益效果：本發明具有帶可壓縮夾層的復合井壁，最適用于提高立井井壁的承載能力。它是通過在井壁徑向夾一層或多層壓縮率較大的可縮材料，當井壁受到周圍水土壓力作用時，可壓縮夾層在徑向產生一定的壓縮量，從而使井壁沿徑向應力分布更加均勻，有效提高井壁的承載能力。與現有技術相比，通過使可縮夾層在徑向產生一定的壓縮量，能提高井壁水平極限承載力30％以上，有效減薄現有的井壁厚度，提高井筒掘砌斷面利用率，大幅降低工程造價，其結構及施工方法簡單，節約材料，在本技術領域具有廣泛的實用性。

附圖說明

圖1是本發明的復合井壁結構橫剖面圖。

圖2是本發明的復合井壁結構縱剖面圖。

圖中：1-外側井壁，2-可壓縮夾層，3-內層井壁。

具體實施方式

下面將結合附圖中的一個實施例對本發明作進一步的描述：

本發明的復合井壁，主要由帶有防水性的外側井壁1、可壓縮夾層2及內層井壁3組成，根據現場實際情況，內層井壁3可以為一層，也可以為多層，帶有防水性的外側井壁1與內層井壁3之間設有一層可壓縮夾層2，或帶有防水性的外側井壁1與內層井壁3之間、內層井壁3各層之間均設有一層可壓縮夾層2。可壓縮夾層2位于兩層井壁之間，當井壁受到地層壓力時，可壓縮夾層2被壓縮，隨可壓縮夾層2的壓縮，可壓縮夾層2將外側井壁1作用在其上的壓力逐漸傳遞給內層井壁3，使井壁切向應力沿徑向分布更加均勻，從而提高復合井壁整體承載能力。可壓縮夾層2為徑向壓縮率大于30％材料，如泡沫板、木材、橡膠或瀝青。

本發明的施工方法：在井筒周圍用凍結法形成隔水帷幕，使開挖時井筒周圍水壓無法直接作用在外層井壁1上，按段高從上至下或從下至上施工外側井壁1，通過使用現有的井壁接茬防水技術使外層井壁1具有良好的防水性；

當內層井壁3為一層時，在施工完成的外側井壁1內側鋪設可壓縮夾層2，然后按段高從下至上施工內層井壁3至設計高度；

當內層井壁3為多層時，在施工完成的外側井壁1內側鋪設可壓縮夾層2，然后由外向內逐層施工內層井壁3及可壓縮夾層2，直至設計高度。