凍結法鑿井內層井壁的施工方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及凍結法鑿井【技術領域】，特別涉及一種凍結法鑿井內層井壁的施工方法，包括以下步驟：(A)在地面進行內層井壁的預制，內層井壁包括一節(jié)井壁底和多節(jié)井壁；(B)外層井壁完工后，移開井口設備讓出井口；(C)用設備將井壁底、井壁依次吊運至井口，按照井壁底—井壁—井壁的順序依次連接且接縫處做密封處理，井壁底和井壁的軸心與外層井壁的軸心重合，同時將連接好的內層井壁逐節(jié)向井底漂浮下沉，在每節(jié)井壁下沉過程中向井壁內加水控制井壁的漂浮高度；(D)內層井壁連接完畢且下沉到井底后，將內層井壁的上端口固定，向內、外層井壁之間注入水泥漿；注漿完畢后完成內層井壁的施工。本方案成井后的井壁基本上可以做到滴水不漏，高質量，低成本。
【專利說明】凍結法鑿井內層井壁的施工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及凍結法鑿井【技術領域】，特別涉及一種凍結法鑿井內層井壁的施工方法。
【背景技術】
[0002]凍結法鑿井是借助人工制冷技術，將凍結管周圍土體降溫結冰，隨著冰凍土體的擴大，形成凍結土體臨時井壁，該臨時井壁既隔水又有一定的強度，再該臨時井壁的保護下，進行井筒土體的挖掘和永久結構的構筑。如圖1所示，井筒周圍鉆若干凍結孔，孔內安裝由供液管、回液管和底端封閉的凍結管I組成的凍結器；地面冷凍站將制出的低溫媒劑循環(huán)輸送到凍結器內，吸收地層的熱量，使含水層形成以凍結管I為中心的凍結圓柱，逐漸擴大與相鄰的凍結圓柱連成封閉的凍結土體臨時井壁2，臨時井壁2達設計厚度后，對臨時井壁2的內部的土體進行開挖，往下開挖的同時進行外層永久井壁3的澆筑，即往下挖一段就燒筑一段外層永久井壁3,待挖至井底,外層永久井壁3燒筑完成。由于外層永久井壁3距離臨時井壁2較近，故外層永久井壁3的施工環(huán)境溫度很低，澆筑的混凝土質量不夠可靠。待外層永久井壁3施工完畢后，再從下往上分段澆筑內層永久井壁4，內層永久井壁4的澆筑質量要好于外層永久井壁3，但是其澆筑環(huán)境的溫度依然很低，長期防水效果不佳，需要長期維護，帶來人力、財力的浪費；同時，由于內、外層永久井壁4、3的質量不夠可靠，故在設計時，井壁的厚度均較厚，在掘砌相同體積的井筒時，土體的挖掘量、混凝土用量以及凍土土體體積均較多，這些都帶來了成本上的增加。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種凍結法鑿井內層井壁的施工方法，形成高質量的內層井壁，防水效果好。
[0004]為實現以上目的，本發(fā)明采用的技術方案為:一種凍結法鑿井內層井壁的施工方法，包括以下步驟:(A)在地面進行內層井壁的預制，內層井壁包括一節(jié)井壁底和多節(jié)井壁；(B)外層井壁完工后，移開井口設備讓出井口 ；(C)用設備將井壁底、井壁依次吊運至井口，按照井壁底一井壁一井壁的順序依次連接且接縫處做密封處理，井壁底和井壁的軸心與外層井壁的軸心重合，同時將連接好的內層井壁逐節(jié)向井底漂浮下沉，在每節(jié)井壁下沉過程中向連接好的內層井壁內加水控制其的漂浮高度；(D)內層井壁連接完畢且下沉到井底后，將內層井壁的上端口固定，向內、外層井壁之間注入水泥漿；注漿完畢后完成內層井壁的施工。
[0005]與現有技術相比，本發(fā)明存在以下技術效果:將內層井壁在地面進行預制，內層井壁的質量得到保證，成井后的井壁基本上可以做到滴水不漏，井筒內裝備的腐蝕程度也會相應地減輕，節(jié)省了長期維護費用；另外，在地面預制的內層井壁厚度比現有技術中現澆的內層永久井壁的厚度小很多，相應地外層井壁直徑、凍結壁直徑也可以縮小，減少了整個井筒的混凝土用量、凍土體積以及開挖土體體積，降低了整個井筒的施工費用?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0006]圖1是凍結法鑿井井筒剖視圖；
[0007]圖2a?2e是內層井壁的施工過程示意圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結合圖1至圖2，對本發(fā)明做進一步詳細敘述。
[0009]一種凍結法鑿井內層井壁的施工方法，包括以下步驟:(A)在地面進行內層井壁20的預制，內層井壁20包括一節(jié)井壁底21和多節(jié)井壁22 ； (B)外層井壁10完工后，移開井口設備讓出井口 ；(C)用設備將井壁底21、井壁22依次吊運至井口，按照井壁底21—井壁22—井壁22的順序依次連接且接縫處做密封處理，井壁底21和井壁22的軸心與外層井壁10的軸心重合，同時將連接好的內層井壁20逐節(jié)向井底漂浮下沉，在每節(jié)井壁下沉過程中向連接好的內層井壁20內加水控制其的漂浮高度；(D)內層井壁20連接完畢且下沉到井底后，將內層井壁20的上端口固定，向內、外層井壁20、10之間注入水泥漿；注漿完畢后完成內層井壁20的施工。將井壁底21和井壁22在地面進行預制，其質量可以得到有效保證，防水性能也非常的優(yōu)秀，在安裝時，使用設備將井壁底21和井壁22依次吊運至井口處進行連接、下放，為了便于已連接好的內層井壁20的下放，井壁底21和井壁22的外徑要略小于外層井壁10的內徑。當內層井壁20連接完畢且下放到井底后，向內、外層井壁20、10之間的間隙中注入水泥漿即可，由于內層井壁20的質量佳，故成型后的井壁防水性能優(yōu)異。這種施工方法雖然增加了地面預制和安裝內層井壁20的費用，但是與整個井筒的混凝土用量、凍土體積和開挖土體體積減少所減少的費用相比，還是很劃算的。。若再加上后期井筒的維護費用節(jié)省，經濟效益明顯。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的內層井壁20為鋼筋混凝土或鋼板混凝土復合而成，井壁22為筒體，井壁底21為底端封閉的筒體，井壁22的兩個端面以及井壁底21的上端面均設有便于連接的由鋼板制成的法蘭盤。通過設置法蘭盤，方便井壁底21與井壁22、井壁22與井壁22的連接，且便于密封處理。
[0011]更進一步地，所述的步驟C中，井壁22按如下步驟連接、密封:(Cll)待連接井壁22的下法蘭盤與已連接好內層井壁20的上法蘭盤相抵靠；(C12)調整待連接井壁22的軸心，使之與外層井壁10的軸心重合，在兩個法蘭盤的間隙處間隔填上鋼鐵楔后將兩個法蘭盤焊接固定；(C13)焊接后兩個法蘭盤的空隙處注滿水泥漿實現所述的密封。由于加工精度所限，待連接井壁22的下法蘭盤與已連接好內層井壁20的上法蘭盤并不完全位于水平面內，兩者連接時之間會有縫隙存在，通過鋼鐵楔實現待連接井壁22的初步固定以方便兩個法蘭盤的焊接固定。
[0012]由于井壁22是在井口處進行連接、密封的，為了保證已連接好的內層井壁20的上端面位于井口處，需要將已連接好的內層井壁20漂浮于外層井壁10中。本實施例中，優(yōu)選地，所述的步驟B中，移開井口設備讓出井口的同時向外層井壁10的內腔中注水，進行內層井壁20的連接時，利用水的浮力，向已連接好的內層井壁20內腔中注水實現已連接好的內層井壁20的漂浮下沉。通過外層井壁10內腔中水的浮力，實現已連接好的內層井壁20的漂浮狀態(tài)，非常的方便。[0013]當通過水的浮力實現已連接好的內層井壁20的漂浮狀態(tài)時，單單一節(jié)井壁底21不足以浮在水面上，故本實施例中，所述的井壁底21的外周設置有支撐梁211，支撐梁211的長度方向垂直于井壁底21的軸心，支撐梁211設置有多根，對稱布置在井壁底21的兩偵U。內層井壁20按如下步驟進行連接:(C21)使用設備將井壁底21吊運至井口并緩慢下放，如圖2a所示；(C22)至井壁底21的支撐梁211與井口周圍土體相抵靠時，調整井壁底21的軸心，使之與外層井壁10的軸心線重合，在支撐梁211與井口周圍土體的間隙處填上鋼板或鋼鐵楔，井壁底21安裝完畢；(C23)按照步驟C11、C12、C13實現待連接井壁22的連接、密封，如圖2b所示；(C24)將支撐梁211拆除，使得連接好的內層井壁20浮在水上，如圖2c所示；(C25)向已連接好的內層井壁20內腔中注水，使已連接好的內層井壁20緩慢下沉至內層井壁20的上端面高度達到適合兩節(jié)井壁連接作業(yè)的位置，如圖2d所示；(C26)重復步驟C23、C25將其余井壁22依次連接好，最后一節(jié)井壁22連接完畢后，將內層井壁20下沉到井底即可，如圖2e所示。
[0014]更進一步地，所述的步驟C13中，注漿后檢查法蘭焊縫是否有漏漿處，若有漏漿則應將漏漿處重新補焊，再次注漿，確保密封的有效；所述的步驟C25中，向已連接好的內層井壁20內腔中注水后記錄該內腔中水位高度，至下一次需要注水前對標注的水位高度進行核對，若水位不變，表示已連接好的內層井壁20密封完好，若水位發(fā)生變化，表示水位標記之前連接的那一節(jié)井壁22密封失效需重新進行密封。參閱圖2d，位于井壁底21上面的井壁22已連接好并下放至合適位置，此時井壁底21中的水位高度已經被記錄，井壁底21和它上面那節(jié)井壁22之間的連接處若密封不佳，外層井壁10內腔中的水就會從接縫處滲透進來，井壁底21中的水位高度就會發(fā)生變化。當需要重新進行密封時，可通過抽取已連接好的內層井壁20中的水，使其上浮，然后對井壁22和井壁底21的接縫處再做密封處理。
[0015]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述的步驟D中，注漿方式多樣，本實施例中，內、外層井壁20、10之間采用內管充填法注入水泥漿，所述的井壁底21外部弧線段上設置有環(huán)形管，其上均勻分布多個出漿口，井壁底內設置有充填用的注漿管，注漿管一般對稱設置四根，注漿管和環(huán)形管之間設有連通管，下沉井壁時，每連接一節(jié)井壁22時同時連接好充填用的注漿管，注漿管一直連接到地面。這樣注漿時，水泥漿從下往上填充，置換掉清水，水泥漿凝固后，即達到固井的效果。
【權利要求】
1.一種凍結法鑿井內層井壁的施工方法，包括以下步驟: (A)在地面進行內層井壁(20)的預制，內層井壁(20)包括一節(jié)井壁底(21)和多節(jié)井壁(22)； (B)外層井壁(10)完工后，移開井口設備讓出井口； (C)用設備將井壁底(21)、井壁(22)依次吊運至井口，按照井壁底(21)—井壁(22)—井壁(22)的順序依次連接且接縫處做密封處理，井壁底(21)和井壁(22)的軸心與外層井壁(10)的軸心重合，同時將連接好的內層井壁(20)逐節(jié)向井底漂浮下沉，在每節(jié)井壁下沉過程中向連接好的內層井壁(20)內加水控制其的漂浮高度； (D)內層井壁(20)連接完畢且下沉到井底后，將內層井壁(20)的上端口固定，向內、外層井壁(20、10)之間注入水泥漿；注漿完畢后完成內層井壁(20)的施工。
2.如權利要求1所述的凍結法鑿井內層井壁的施工方法，其特征在于:所述的內層井壁(20)為鋼筋混凝土或鋼板混凝土復合而成，井壁(22)為筒體，井壁底(21)為底端封閉的筒體，井壁(22)的兩個端面以及井壁底(21)的上端面均設有便于連接的由鋼板制成的法蘭盤。
3.如權利要求2所述的凍結法鑿井內層井壁的施工方法，其特征在于:所述的步驟C中，井壁(22)按如下步驟連接、密封: (Cll)待連接井壁(22)的下法蘭盤與已連接好內層井壁(20)的上法蘭盤相抵靠；(C12)調整待連接井壁(22)的軸心，使之與外層井壁(10)的軸心重合，在兩個法蘭盤的間隙處間隔填上鋼鐵楔后將兩個法蘭盤焊接固定； (C13)焊接后兩個法蘭盤的空隙處注滿水泥漿實現所述的密封。
4.如權利要求3所述的凍結法鑿井內層井壁的施工方法，其特征在于:所述的步驟B中，移開井口設備讓出井口的同時向外層井壁(10)的內腔中注水，進行內層井壁(20)的連接時，利用水的浮力，向已連接好的內層井壁(20)內腔中注水實現已連接好的內層井壁(20)的漂浮下沉。
5.如權利要求4所述的凍結法鑿井內層井壁的施工方法，其特征在于:所述的井壁底(21)的外周設置有支撐梁(211)，支撐梁(211)的長度方向垂直于井壁底(21)的軸心，支撐梁(211)設置有多根，對稱布置在井壁底(21)的兩側，內層井壁(20)按如下步驟進行連接: (C21)使用設備將井壁底(21)吊運至井口并緩慢下放； (C22)至井壁底(21)的支撐梁(211)與井口周圍土體相抵靠時，調整井壁底(21)的軸心，使之與外層井壁(10)的軸心線重合，在支撐梁(211)與井口周圍土體的間隙處填上鋼板或鋼鐵楔，井壁底(21)安裝完畢； (C23)按照步驟C11、C12、C13實現待連接井壁(22)的連接、密封； (C24)將支撐梁(211)拆除，使得連接好的內層井壁(20)浮在水上； (C25)向已連接好的內層井壁(20)內腔中注水，使已連接好的內層井壁(20)緩慢下沉至內層井壁(20)的上端面高度達到適合兩節(jié)井壁連接作業(yè)的位置； (C26)重復步驟C23、C25將其余井壁(22)依次連接好，最后一節(jié)井壁(22)連接完畢后，將內層井壁(20)下沉到井底即可。
6.如權利要求5所述的凍結法鑿井內層井壁的施工方法，其特征在于:所述的步驟C13中，注漿后檢查法蘭焊縫是否有漏漿處，若有漏漿則應將漏漿處重新補焊，再次注漿，確保密封的有效；所述的步驟C25中，向已連接好的內層井壁(20)內腔中注水后記錄該內腔中水位高度，至下一次需要注水前對標注的水位高度進行核對，若水位不變，表示已連接好的內層井壁(20)密封完好，若水位發(fā)生變化，表示水位標記之前連接的那一節(jié)井壁(22)密封失效需重新進行密封。
7.如權利要求1-6任一項所述的凍結法鑿井內層井壁的施工方法，其特征在于:所述的步驟D中，內、外層井壁(20、10)之間采用內管充填法注入水泥漿，所述的井壁底(21)外部弧線段上設置有環(huán)形管，其上均勻分布多個出漿口，井壁底內設置有充填用的注漿管，注漿管和環(huán)形管之間設有連通管，下沉井壁時每連接一節(jié)井壁(22)時同時連接好充填用的注漿管，注漿管一 直連接到地面。
【文檔編號】E21D1/12GK103924978SQ201410172009
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權日:2014年4月25日
【發(fā)明者】吳強, 劉彬, 許大偉, 李秀騫, 惠青龍 申請人:淮南久諾礦用設備加工有限公司