包括板桩凿井法、降低水位凿井法、帷幕凿井法、冻结凿井法、注浆凿井法、沉井法和矿山钻井法。对于几米或几十米的表土不稳定含水层,可采用板桩凿井法、降低水位凿井法、帷幕凿井法和沉井法;对于厚度达百米以上的表土不稳定含水层,应采用冻结凿井法和矿山钻井法。中国自20世纪50年代中期开展井筒特殊凿井法技术的研究,各项技术已得到广泛应用。
特殊凿井法
在不稳定的含水地层或在含水量大的稳定地层中,为加固井筒围岩或隔绝水流等而采用的凿井方法。
- 英文名称
- special shaft-sinking method
- 所属学科
- 矿业工程
对于厚度不大的不稳定表土层,在开挖之前,先用人工或打桩机在掘进断面的外围一次打入一圈板桩,形成一个四周密封的圆筒,用以支撑井壁,并在它的保护下进行掘进的方法。板桩材料可用木材和金属材料。木板桩多采用坚韧的松木或柞木制成。金属板桩常采用槽钢正反扣合相连。根据板桩入土的难易程度可逐次单块打入,也可以多块并成一组,分组打入。木板桩用于厚度为3~6米的不稳定土层。木板桩比金属板桩取材容易、制作简单,但刚度小,入土困难,板桩间连接紧密性差;金属板桩可根据打桩设备的能力,用于厚度8~10米的不稳定土层,若与其他方法相结合,应用深度更大。受桩长和打桩能力限制,板桩凿井法使用范围有限,多作为处理局部工程事故的措施。
在不稳定含水层中凿井前,设法降低地下水位,减小涌水量,以增大地层稳定性的施工方法。降低水位凿井法随工程条件和设备的不同而采用不同的形式。通常在井筒周围钻若干排水孔,孔内安装带有过滤装置的排水管,用潜水泵或压气泵向外抽水。当排水能力大于地层的补充水量时,地下水位下降并形成含水量按对数曲线分布的降水漏斗。在残留水位以上的地带施工,不受地下水的影响。有时也采用超前小井和井群(也称井点)降低水位,基岩掘进用泄水孔降低水位的方法。降低水位凿井法在竖井掘进时不能消除残留水压,只能作为一个辅助性的技术措施。有时也作为沉井法或板桩凿井法施工的辅助措施。
沿井筒周围划分2~4个相互连接的圆弧形槽段(或一个全圆环形槽孔),用造孔机械钻挖槽孔、用泥浆维护槽壁。槽孔达设计深度并互相连通后,再用垂直导管法在泥浆下灌注混凝土,置换槽孔内的泥浆,并使各槽孔的混凝土相互衔接,形成一个封闭的、具有一定厚度和强度的圆筒形混凝土帷幕结构,在其保护下掘砌井筒,通过不稳定表土层。
帷幕凿井法起源于基础施工中的地下连续墙施工法,最早用于水电部门,1958年首次用于防渗墙加固。中国自1974年引用地下连续墙技术进行竖井井筒施工试验成功以来,结合建井工程的特点,经过改进和发展,形成了混凝土帷幕凿井法。帷幕凿井法具有工艺和设备简单,技术容易掌握,钢、木消耗小,准备期短等特点,是通过浅表土层的方法之一。