井筒与井底车场连接结构的施工方法.pdf

本发明提供了一种井筒与井底车场连接结构的施工方法，包括：S1：进行凿井作业，并在掘进到井壁与井底车场连接位置处后进行井底车场掘进并进行临时支护；S2：绑扎反底拱及轨道水平面以下部分墙部钢筋，从井壁加强段底部自下而上进行井壁浇筑，并在井壁浇筑到井壁与井底车场连接位置时，同时一体浇筑成型井壁和与井壁连接的轨道水平面以下部分的曲墙三心拱；S3：绑扎剩余墙部及顶部钢筋，并沿井壁的成型方向同时一体浇筑成型井壁和与井壁连接的轨道水平面以上部分的曲墙三心拱；S4：完成井壁的浇筑成型。根据本发明的井筒与井底车场连接结构的施工方法，能够解决现有技术中施工曲墙三心拱时碹胎制造困难，浇筑施工难的问题。

1.  一种井筒与井底车场连接结构的施工方法，其特征在于，包括：
步骤S1：进行凿井作业，并在掘进到井壁与井底车场连接位置处后进行井底车场掘进并进行临时支护；
步骤S2：绑扎反底拱及轨道水平面以下部分墙部钢筋，从井壁加强段底部自下而上进行井壁浇筑，并在井壁浇筑到井壁与井底车场连接位置时，同时一体浇筑成型井壁和与井壁连接的轨道水平面以下部分的曲墙三心拱；
步骤S3：绑扎剩余墙部及顶部钢筋，并沿井壁的成型方向同时一体浇筑成型井壁和与井壁连接的轨道水平面以上部分的曲墙三心拱；
步骤S4：完成井壁的浇筑成型。

2.  根据权利要求1所述的井筒与井底车场连接结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S11：采用下行分层施工法对井壁与井底车场连接位置处的曲墙三心拱的巷道进行掘进；
步骤S12：沿巷道长度方向对曲墙三心拱的巷道采用分段式方式进行掘进。

3.  根据权利要求1所述的井筒与井底车场连接结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S1包括：通过普通凿井法进行凿井作业。

4.  根据权利要求1所述的井筒与井底车场连接结构的施工方法，其特征在于，所述步骤S3包括：在一体浇筑成型井壁和曲墙三心拱时，在曲墙三心拱的反底拱两端底部形成水平支撑部。

井筒与井底车场连接结构的施工方法
技术领域
本发明涉及煤矿采掘领域，具体而言，涉及一种井筒与井底车场连接结构的施工方法。
背景技术
井底车场是在井筒与石门连接处所开凿的巷道与硐室的总称，它联系着井筒提升和井下运输两个生产环节。地面的人员、材料和设备通过井底车场输送到井下各工作地点，井下的矿石或煤和废石或矸石经过井底车场转运到地面，井下排水和供电也都以井底车场为转运中心。井底车场是矿井运输和提升的联系枢纽，能否正常工作直接影响到矿井的生产和安全。
现有的井底车场与井筒的连接结构为曲面拱，而井筒与井底车场连接处大断面交岔点结构复杂，反底拱与拱墙的连接处应力较为集中，使得井底车场在承受强地压得情况下容易起鼓、破裂等，严重影响到井底车场的性能。
为解决井筒与井底车场连接处大断面交岔点结构复杂、应力集中程度高的问题，提出了使用曲墙三心拱支护的设计，实施了锚网喷+锚索+工字钢架+钢筋混凝土联合支护，提高了连接处主要部位的支撑能力并取得了良好的支护效果。与直墙半圆拱相比，曲墙三心拱具有断面利用率高、受力性能较好等特点，在同样条件下，具有开挖量小、省料、施工简便、压力分布均匀等优点明显，适用于大跨度硐室与巷道。但在施工曲墙三心拱时存在几何参数较复杂，碹胎制造困难，浇筑施工难等问题。
发明内容
本发明旨在提供一种井筒与井底车场连接结构的施工方法，能够解决现有技术中施工曲墙三心拱时存在的几何参数较复杂，碹胎制造困难，浇筑施工难的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种井筒与井底车场连接结构的施工方法，包括：步骤S1：进行凿井作业，并在掘进到井壁与井底车场连接位置处后进行井底车场掘进并进行临时支护；步骤S2：绑扎反底拱及轨道水平面以下部分墙部钢筋，从井壁加强段底部自下而上进行井壁浇筑，并在井壁浇筑到井壁与井底车场连接位置时，同时一体浇筑成型井壁和与井壁连接的轨道水平面以下部分的曲墙三心拱；步骤S3：绑扎剩余墙部及顶部钢筋，并沿井壁的成型方向同时一体浇筑成型井壁和与井壁连接的轨道水平面以上部分的曲墙三心拱；步骤S4：完成井壁的浇筑成型。
进一步地，步骤S1包括：步骤S11：采用下行分层施工法对井壁与井底车场连接位置处的曲墙三心拱的巷道进行掘进；步骤S12：沿巷道长度方向对曲墙三心拱的巷道采用分段式方式进行掘进。
进一步地，步骤S1包括：通过普通凿井法进行凿井作业。
进一步地，步骤S3包括：在一体浇筑成型井壁和曲墙三心拱时，在曲墙三心拱的反底拱两端底部形成水平支撑面。
应用本发明的技术方案，井筒与井底车场连接结构的施工方法包括：步骤S1：进行凿井作业，并在掘进到井壁与井底车场连接位置处后进行井底车场掘进并进行临时支护；步骤S2：绑扎反底拱及轨道水平面以下部分墙部钢筋，从井壁加强段底部自下而上进行井壁浇筑，并在井壁浇筑到井壁与井底车场连接位置时，同时一体浇筑成型井壁和与井壁连接的轨道水平面以下部分的曲墙三心拱；步骤S3：绑扎剩余墙部及顶部钢筋，并沿井壁的成型方向同时一体浇筑成型井壁和与井壁连接的轨道水平面以上部分的曲墙三心拱；步骤S4：完成井壁的浇筑成型。由于在浇筑时，采取了将曲墙三心拱型巷道以轨道水平面为界分为两部分浇筑的方式，可以根据轨道水平面对曲墙三心拱的设置进行分配，简化了曲墙三心拱较复杂的几何参数，解决了曲墙三心拱整体碹胎组立难、加固难、建筑钢模板在反底拱底部使用难、以及人员在内部施工难等问题，降低了曲墙三心拱的加工难度，可以有效提高施工进度和施工质量。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的实施例的井筒与井底车场连接结构的施工方法流程图；
图2示出了根据本发明的实施例的井筒与井底车场连接结构的示意图；
图3示出了根据图2的A-A的断面图；
图4示出了根据图2的B-B的断面图。
附图标记：1、井壁；2、曲墙三心拱；3、反底拱；4、曲拱；5、平面支撑部；6、轨道水平面；7、顶拱；8、曲面墙体；9、第一平直段；10、第一收缩段；11、第二平直段。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
结合参见图1至图4所示，根据本发明的实施例，井筒与井底车场连接结构的施工方法包括：步骤S1：进行凿井作业，并在掘进到井壁1与井底车场连接位置处后进行井底车场掘进并进行临时支护；步骤S2：绑扎反底拱及轨道水平面以下部分墙部钢筋，从井壁加强段底部自下而上进行井壁1浇筑，并在井壁1浇筑到井壁1与井底车场连接位置时，同时一体浇筑成型井壁1和与井壁1连接的轨道水平面6以下部分的曲墙三心拱2；步骤S3：绑扎剩余墙部及顶部钢筋，并沿井壁1的成型方向同时一体浇筑成型井壁1和与井壁1连接的轨道水平面6以上部分的曲墙三心拱2；步骤S4：完成井壁1的浇筑成型。
在本实施例中，并非是将井筒的井壁1与曲墙三心拱2分别成型，而 是在将井壁1成型到曲墙三心拱2的设置位置后与曲墙三心拱2一体成型，因此在完成该处的井壁1成型后，不需要为了满足与曲墙三心拱2的连接要求而专门对井壁1进行开口处理，破坏井壁1本身的结构完整性，降低井壁1的承重性能。由于在成型过程中，此处的井壁1与曲墙三心拱2是一体成型的，成为了一体化整体式结构，不存在两者分开成型后结合在一起可能产生的应力问题，可以提高井壁1与曲墙三心拱2的连接强度，提高井筒与井底车场连接结构的整体承载性能。
此外，在成型曲墙三心拱2时，是首先绑扎反底拱及轨道水平面以下部分墙部钢筋，从井壁加强段底部自下而上进行井壁1浇筑，并在井壁1浇筑到井壁1与井底车场连接位置时，使井壁1和与井壁1连接的轨道水平面6以下部分的曲墙三心拱2一体浇筑成型的。在这个过程中，只需要保证与曲墙三心拱2相连的井壁1加强段是自下而上浇筑即可，因此其他各段的井壁1可以选择合适的加工成型方法，能够具有更加灵活方便的施工方式，可以加快工程进度，提高施工效率，降低施工难度。
在进行井筒作业的过程中，当井筒掘进至曲墙三心拱2的马头门上方1～2米时，停止掘进，砌好井壁。进行测量放线，利用井筒十字基点，将方向和高程导入井筒内适当位置的井壁上，利用井壁上测点，准确测量硐室的位置和方向。井筒掘进至相关位置，按设计掘砌，若围岩破碎可锚、喷、网临时支护，然后从井壁加强段底部自下而上同时浇注井壁和相关硐室或通道。
在将井壁1与曲墙三心拱2一体成型时，是分为两次进行的，根据井壁1成型的进度，首先可以根据轨道水平面6对曲墙三心拱2的设置进行分配，将井壁1与曲墙三心拱2位于轨道水平面6以下的部分一体成型，然后沿着井壁1的成型方向再将井壁1与曲墙三心拱2位于轨道水平面6以上的部分一体成型，简化了曲墙三心拱2较复杂的几何参数，解决了曲墙三心拱2整体碹胎组立难、加固难、建筑钢模板在反底拱底部使用难、以及人员在内部施工难等问题，降低了曲墙三心拱2的加工难度，可以有效提高施工进度和施工质量
步骤S1包括：步骤S11：采用下行分层施工法对井筒与井底车场连 接位置处的曲墙三心拱2的巷道进行掘进；步骤S12：沿巷道长度方向对曲墙三心拱2的巷道采用分段式方式进行掘进。
本发明通过采用下行分层施工法将曲墙三心拱2的巷道由上而下分为多个部分，以便进行巷道的掘进。在本实施例中，曲墙三心拱2的入口处高度为12m，在采用下行分层施工法进行时，每2m作为一部分掘进。通过采用下行分层施工法，可以顶部打眼难的问题，保证光爆措施的顺利进行，加快掘进速度。沿巷道长度方向对曲墙三心拱2的巷道采用分段式方式进行掘进，可以更加便于巷道的掘进，提高施工速度。
在本实施例中通过普通凿井法进行凿井作业。也可以通过其他凿井法进行凿井作业。
优选地，步骤S3包括：在一体浇筑成型井壁1和曲墙三心拱2时，在曲墙三心拱2的反底拱3的两端底部形成水平支撑部5。
采用上述方法加工成的井筒与井底车场连接结构如图2至图4所示，井筒与井底车场连接结构包括井壁1和与井壁1相连接的曲墙三心拱2，曲墙三心拱2包括位于底部的反底拱3和与反底拱3连接的曲拱4，反底拱3的两端与曲拱4连接的位置处底部设置有平面支撑部5。当受到竖直方向的强地压和井壁1的自重时，可以通过反底拱3的平面支撑部5与地面之间形成平面支撑，改善现有技术中反底拱两端弧形支撑结构与曲拱连接之后，当承受强地压时弧形支撑结构的应力集中而引起的起鼓、破裂的问题，降低反底拱3的两端与曲拱4连接的位置处的应力集中，增强反底拱3的承压能力，有效缓解地压，提高井筒与井底车场连接结构的支撑性能。
由于井壁1与井底车场的连接位置处的应力集中，且要承受部分井壁1的自重，因此需加强支护。将反底拱3的两端与曲拱4连接的位置处底部设置成平面支撑部5的结构，在该连接结构完成布设之后，当受到竖直方向的强地压和井壁1的自重时，可以通过反底拱3的平面支撑部5与地面之间形成平面支撑，改善现有技术中反底拱两端弧形支撑结构与曲拱连接之后，当承受强地压时弧形支撑结构的应力集中而引起的起鼓、破裂的 问题，降低反底拱3的两端与曲拱4连接的位置处的应力集中，增强反底拱3的承压能力，有效缓解地压，提高井筒与井底车场连接结构的支撑性能。
曲拱4包括位于轨道水平面6上侧的顶拱7和位于轨道水平面6下侧的曲面墙体8，曲面墙体8和顶拱7分开浇筑，曲面墙体8与反底拱3一体浇筑成型。由于本申请中将曲拱4以轨道水平面6为分界线分割为顶拱7和曲面墙体8，并使曲面墙体8与反底拱3一体浇筑成型，根据曲墙三心拱2的成型特点和使用过程中的受力特点，对曲墙三心拱2进行了更加合理的成型结构优化，因此简化了曲墙三心拱较复杂的几何参数，可以解决碹胎制造困难，浇筑施工困难的问题。
井壁1与曲墙三心拱2一体浇筑成型。具体而言，井壁1采用向下施工法掘进，在掘进的过程中，到达曲墙三心拱2的设置位置处后，在成型井壁1的同时，对曲墙三心拱2与井壁1一起成型，使它们具有更好的连接结构，能够更紧密地连接在一起，可以具备更好的承重性能，能够有效改善井壁1与曲墙三心拱2连接位置处的结构性能。
曲墙三心拱2通过锚网喷、锚索、工字钢架和钢筋混凝土形成联合支护，能够提高井壁1与曲墙三心拱2连接处主要部位的支撑能力并取得良好的支护效果。
曲墙三心拱2包括沿远离井壁1的方向依次连接的第一平直段9、第一收缩段10和第二平直段11，第一收缩段10沿远离井壁1的方向截面递减。三段式结构使得在浇筑曲墙三心拱2时，可以采取分段式掘进，根据各段的结构尺寸进行合理掘进，可以提高施工速度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。