專利名稱：凍結(jié)井防滲漏復(fù)合井壁及其施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地下工程結(jié)構(gòu)。
凍結(jié)法鑿井是在不穩(wěn)定的含水巖土層中開(kāi)鑿立井的有效方法。這種方法施工的立井稱為凍結(jié)井。由于回凍力和凍脹力的影響，凍結(jié)井井壁易產(chǎn)生開(kāi)裂、滲漏水嚴(yán)重。為解決這一問(wèn)題，凍結(jié)井井壁由單層井壁改進(jìn)為雙層井壁，盡而改進(jìn)為復(fù)合井壁。所謂復(fù)合井壁就是在兩層井壁中間放一層防水的夾層，其夾層有鋼板、塑料板、瀝青油氈等。這種井壁雖能有一定的防水作用，但鋼板易銹蝕、也不容易施工、造價(jià)昂貴；塑料板和瀝青在低溫狀態(tài)下強(qiáng)度低，脆性大，隨凍結(jié)井壁的變形而開(kāi)裂仍達(dá)不到防水的目的，而且使用上述夾層材料后，內(nèi)外壁與夾層是分離的，井壁不能形成整體而共同受力。
本發(fā)明的目的，是克服上述復(fù)合井壁的不足，提出一種造價(jià)低廉、容易施工、防滲漏效果好能形成整體的復(fù)合井壁結(jié)構(gòu)，并提出這種復(fù)合井壁的施工方法。
本發(fā)明的復(fù)合結(jié)構(gòu)是它包括用混凝土砌筑的外井壁和內(nèi)井壁、其關(guān)鍵是在內(nèi)外井壁之間還有由雙面纖維高分子復(fù)合防水卷材組成的防滲漏夾層，并由水泥漿凝結(jié)為一個(gè)整體。
雙面纖維高分子復(fù)合防水卷材，是近幾年新出現(xiàn)的防水材料，主要用于屋面防水施工，到目前還沒(méi)有用于凍結(jié)井復(fù)合井壁的。這種材料的特點(diǎn)是復(fù)合層結(jié)構(gòu)、中間是高分子材料為主的主防水層，兩面熱熔復(fù)合有增強(qiáng)纖維層。它抗拉強(qiáng)度大，達(dá)12MPa以上，低溫柔性好，在-20°下仍具有柔性，延展率100％以上。另一個(gè)特點(diǎn)是它的表面纖維層具有疏松多孔性，能用水泥漿與混凝土基面牢固的粘結(jié)，形成“纖維混凝土”。而且這種材料耐酸堿不銹蝕，壽命長(zhǎng)。所以是用于凍結(jié)井井壁防滲漏的理想夾層材料。
本發(fā)明的施工方法包括外壁施工，內(nèi)壁施工和夾層施工。
1、外壁施工外壁仍選用傳統(tǒng)的短段掘砌施工方法，掘砌平行施工，即離掘進(jìn)面一定距離砌筑井壁，隨掘隨砌。砌壁時(shí)采用金屬活動(dòng)模板，立模后向模板內(nèi)澆筑混凝土，混凝土在地面攪拌，用吊桶或溜灰管下料至模內(nèi)，用機(jī)械振動(dòng)搗實(shí)，初凝后脫模，進(jìn)行下一循環(huán)，直至施工到井筒的基巖大壁座為止。為提高低溫環(huán)境下的早期強(qiáng)度，混凝土中要摻入低溫早強(qiáng)劑和減水劑。
2、內(nèi)壁施工內(nèi)壁用較先進(jìn)的一次成井的施工方法，即自基巖大壁座開(kāi)始，由下而上一次完成他稱為二次套壁。較先進(jìn)的施工設(shè)備是采用液壓滑升模板簡(jiǎn)稱滑模?；Ｒ话愀?-9米，由刃角模板、直模板、爬行千斤頂?shù)炔考诰陆M裝而成，砌到基巖后在井底進(jìn)行組裝。施工內(nèi)壁，立好模板，再向模板內(nèi)澆筑混凝土?xí)r，如同施工外壁那樣，地面攪拌混凝土、吊桶或消灰管下料、機(jī)械振搗。待混凝土初凝后，滑模向上滑升進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，直至井口為止。
3、夾層施工夾層施工是將雙面纖維高分子復(fù)合防水卷材澆筑于內(nèi)外壁之間。施工方式有三種一是與內(nèi)壁施工同時(shí)進(jìn)行施工，(以下稱同行作業(yè))，二是與外壁施工同行作業(yè)，三是外壁施工完畢后，單獨(dú)進(jìn)行施工(以下稱單行作業(yè))。
(1)內(nèi)壁施工時(shí)與夾層施工同行作業(yè)①鋪設(shè)卷材第一次鋪設(shè)可在組裝模板前進(jìn)行、鋪設(shè)高度為施工吊盤(pán)的高度，以后的鋪設(shè)均在施工吊盤(pán)的工作盤(pán)上進(jìn)行。鋪設(shè)時(shí)首先將外壁面找平，將截取成段的卷材沿外井壁展開(kāi)，邊展邊涂抹水泥漿液并用刮板刮實(shí)。為防止卷材脫落，亦可間隔一定距離用水泥釘將卷材釘在外壁上，使之與外壁牢固粘結(jié)。卷材的截取長(zhǎng)度可按井壁周長(zhǎng)截取，并留有10cm以上的搭接余量。由于卷材高度所限(1.0～1.5m)，所以每一段高要分幾圈鋪設(shè)。圈與圈之間可搭接，也可對(duì)接。搭接方式時(shí)卷材邊部要有大于10cm的搭接量，如采用對(duì)接方式，要用20-30cm的卷材條用水泥漿封蓋接縫。
②卷材鋪設(shè)完畢，提升施工吊盤(pán)和液壓滑升模板至設(shè)計(jì)高度，進(jìn)行內(nèi)壁施工，按上述步驟2向模板內(nèi)澆筑混凝土，將卷材澆筑于內(nèi)外壁之間；澆筑完后或在澆筑過(guò)程中繼續(xù)鋪設(shè)上階段的夾層，進(jìn)行下一循環(huán)，直至完成整個(gè)井筒。
(2)施工外井壁時(shí)進(jìn)行夾層施工①鋪設(shè)卷材將卷材按金屬活動(dòng)模板高度并加上10cm-20cm的余量截取后，沿金屬活動(dòng)模板邊緣下放至模板刃角、直至將模板周壁布滿、每塊卷材豎向之間要搭接10cm以上。
②澆注混凝土外壁；按前述步驟1的外壁施工方法向模板內(nèi)澆筑混凝土，將卷材澆筑于外壁與模板之間，待混凝土初凝后卷材靠水泥漿的作用緊緊粘貼在外壁上，實(shí)際上卷材也相當(dāng)于很好的脫模層。
③脫模后將金屬活動(dòng)模板下放至下一循環(huán)高度，繼續(xù)循環(huán)上述①、②步驟，同時(shí)在施工吊盤(pán)上對(duì)上一階段卷材的接茬接逢進(jìn)行處理，用水泥漿將其粘合。如此循環(huán)直至井筒掘砌到基巖為止。
(3)外壁施工完畢后單行作業(yè)在施工吊盤(pán)上備好成卷的卷材，自上而下或自下而上用水泥漿向外壁上粘鋪卷材，由于單行作業(yè)無(wú)其他工序影響，所以最好是螺旋狀鋪設(shè)，按照鋪設(shè)速度，吊盤(pán)隨之下放或提升，一次向下施工到底或向上到井口。螺旋狀鋪設(shè)可減少豎向接茬，只是每卷卷材之間才出現(xiàn)豎向接茬。按前述的方法處理好接茬接縫，然后施工內(nèi)壁。
(4)雙層夾層的施工方法當(dāng)井筒設(shè)計(jì)為雙層防水層時(shí)，根據(jù)上述夾層施工的(1)、(2)、(3)施工方式可組合為以下施工方法，任選其中一種①首先按夾層施工方式(2)與外壁同行作業(yè)在外井壁上先施工第一層，待施工內(nèi)壁時(shí)再按夾層施工方式(1)在粘貼好第一層的外壁上施工第二層，或者按夾層施工方式(3)在已粘貼好第一層的外壁上單獨(dú)施工第二層，然后施工內(nèi)壁；②在施工內(nèi)壁時(shí)按夾層施工方式(1)在施工吊盤(pán)上依次施工兩層，即先在外壁上施工第一層、初凝后再在第一層上施工第二層，然后滑升模板，澆筑內(nèi)壁；③按夾層施工方式(3)單行作業(yè)；一是分步進(jìn)行，即整個(gè)井筒單行施工完第一層后再?gòu)捻數(shù)降谆驈牡椎巾斣诘谝粚由蠁涡惺┕ふ麄€(gè)井筒的第二層。二是同步進(jìn)行，即在施工吊盤(pán)上依次施工兩層，即先在外壁上鋪貼第一層，初凝后在第一層上鋪貼第二層，然后提升或下放吊盤(pán)，繼續(xù)鋪貼、一次單行到底或到頂，循環(huán)進(jìn)行完整個(gè)井筒。
雙層夾層接茬接縫的處理的方法是，第一層卷材的接茬可進(jìn)行對(duì)接、待鋪第二層時(shí)卷材的接茬再與第一層錯(cuò)開(kāi)，即第二層蓋壓住第一層的接茬。
本發(fā)明的積極效果是1、這種復(fù)合井壁由于用雙面纖維高分子復(fù)合防水卷材做防水夾層，具有如下優(yōu)越性(1)能用水泥漿液做粘結(jié)劑、使內(nèi)外井壁與夾層凝固為一個(gè)整體而共同受力，提高了井壁的受壓變形能力。②夾層材料在凍結(jié)低溫下不脆裂、具有一定的柔性，在井壁回凍、解凍變形過(guò)程中即使井壁開(kāi)裂能隨之延展，內(nèi)外壁的裂隙不會(huì)貫穿，所以防水效果好，使井壁永不滲漏；③夾層材料具有可壓縮性，能釋放外壁變形時(shí)的壓力、減小對(duì)內(nèi)壁的壓力，防止內(nèi)壁受壓過(guò)大而破壞。
2、施工簡(jiǎn)單方便，由于夾層施工時(shí)，只需水泥漿粘貼于外壁，而且還能在施工內(nèi)壁或外壁時(shí)借助水泥漿的作用與混凝土直接澆筑粘貼在一起，做到一舉兩得，不象鋼板那樣電焊，不象塑料板那樣塑焊和粘合劑粘貼，也不象油氈那樣瀝青熱熔澆注。所以簡(jiǎn)化了施工工序和時(shí)間。
本發(fā)明的實(shí)施例結(jié)構(gòu)如

圖1、圖2、圖3所示。圖1是卷材搭接井壁結(jié)構(gòu)的縱向剖面圖。圖2是卷材對(duì)接井壁結(jié)構(gòu)縱向剖面圖，圖3是雙層夾層井壁結(jié)構(gòu)縱向剖面圖。
圖例說(shuō)明圖1-井筒圍巖；2-混凝土外壁；3-雙面纖維高分子復(fù)合防水卷材夾層；4-混凝土內(nèi)壁；5-卷材條；6-接縫。
從圖中看出，這種復(fù)合井壁是在井筒圍巖(1)內(nèi)砌筑上混凝土外壁(2)和混凝土內(nèi)壁(4)，(2)、(4)之間有雙面纖維高分子復(fù)合防水卷材(3)，并用水泥漿固結(jié)為整體。圖1中的夾層為搭接方式，接茬要大于10cm。圖2中夾層接茬為對(duì)接方式，接縫(6)要粘貼20-30cm寬的卷材條(5)進(jìn)行接茬處理。如圖3所示的采用雙層夾層時(shí)，不再用粘結(jié)條，雙層之間接縫(6)錯(cuò)開(kāi)即可。
權(quán)利要求
1.一種凍結(jié)井防滲漏復(fù)合井壁，它包括混凝土砌筑的內(nèi)層井壁和外層井壁、其特征是內(nèi)外壁之間有雙面纖維高分子復(fù)合防水卷材組成的防滲漏夾層，并由水泥漿凝結(jié)為一個(gè)整體。
2.一種如權(quán)利要求1所述復(fù)合井壁的施工方法它包括2.1用短段掘砌的施工方法，砌筑外壁，采用金屬活動(dòng)模板，地面攪拌混凝土、吊桶或溜灰管下料、機(jī)械振搗、隨掘隨砌、直至基巖壁座；2.2用一次成井的施工方法砌筑內(nèi)壁，采用液壓滑升模板、地面攪拌混凝土、吊桶或溜灰管下料、機(jī)械振搗，自基巖開(kāi)始直至井口；其待征還包括2.3夾層施工，即將雙面纖維高分子復(fù)合防水卷材施工于內(nèi)外壁之間，當(dāng)設(shè)計(jì)為一層夾層時(shí)采用以下其中一種方法2.3.1方法一是與內(nèi)壁施工時(shí)同行作業(yè)，即從基巖開(kāi)始在施工吊盤(pán)上向己砌筑好的外壁上鋪設(shè)卷材，將卷材沿外井壁展開(kāi)，邊展邊涂抹水泥漿液，用刮板刮實(shí)，使之粘貼于外壁，然后提升施工吊盤(pán)和液壓滑升模板，按上述步驟2.2砌筑內(nèi)壁；如此循環(huán)直至井口；2.3.2方法二是與外壁施工時(shí)同行作業(yè)，即從井口開(kāi)始，待立好金屬活動(dòng)模板后，將截取為段的卷材沿金屬活動(dòng)模板邊緣下放至模板刃角，直至將模板周壁布滿，然后澆筑混凝土外壁，初凝后脫模進(jìn)行下一循環(huán)，直至基巖；2.3.3方法三是外壁施工完后單行作業(yè)，即在施工吊盤(pán)上備好卷材自上而下或自下而上沿外壁面螺旋狀鋪設(shè)，用水泥漿粘貼于外壁上，吊盤(pán)隨鋪設(shè)速度而移動(dòng)，整個(gè)井筒一次鋪設(shè)完成后再砌筑內(nèi)壁；2.4施工雙層夾層的方法是，按上述步驟2.3的三種方法進(jìn)行組合，有幾種方式2.4.1一是按步驟2.3.2與外壁同行作業(yè)在外壁上先施工第一層，再按步驟2.3.1與內(nèi)壁同行作業(yè)施工第二層或按步驟2.3.3在第一層上單行施工第二層，然后再澆筑內(nèi)壁。2.4.2二是按步驟2.3.1在施工內(nèi)壁時(shí)在外壁上依次施工第一層和第二層，再提升模板，澆筑內(nèi)壁；2.4.3三是按步驟2.3.3單行作業(yè)，單行作業(yè)也有二種方式2.4.3.1方式一是分步進(jìn)行，整個(gè)井筒單行施工完第一層，然后再?gòu)捻數(shù)降谆驈牡椎巾斣诘谝粚由蠁涡惺┕さ诙樱?.4.3.2方式二是同步進(jìn)行，第一層與第二層依次鋪設(shè)，一次單行到底或到頂。
全文摘要
本發(fā)明涉及凍結(jié)井防滲漏復(fù)合井壁及其施工方法,它是由混凝土內(nèi)、外井壁及其雙面纖維高分子復(fù)合防水卷材夾層,用水泥漿固結(jié)而成一個(gè)整體;施工時(shí)夾層可與澆筑外壁同行作業(yè),也可與澆筑內(nèi)壁同行作業(yè),亦可在外壁施工完后單行作業(yè);這種井壁整體性強(qiáng),防水效果好,即使井壁有裂縫也不會(huì)內(nèi)外貫穿發(fā)生滲漏。
文檔編號(hào)E21D1/12GK1270271SQ0011100
公開(kāi)日2000年10月18日 申請(qǐng)日期2000年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月11日
發(fā)明者曲來(lái)印, 馬善泉, 張大慶, 翟德元 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)防水建材研究所