斜井建設是西部地區大開(kāi)采量礦井建設的控制性咽喉工程,厚風(fēng)積沙地層中的斜井建設存在井筒易出現滲漏水導致底板失穩、風(fēng)積沙地層細沙易隨水流動(dòng)以及地下水流速大特點(diǎn)影響,造成斜井凍結及井筒的施工速度慢、結構質(zhì)量很難控制、施工過(guò)程缺少針對性監測手段等技術(shù)難題,影響厚風(fēng)積沙地層中斜井建設的質(zhì)量和施工安全。針對厚風(fēng)積沙地層中斜井建設的關(guān)鍵技術(shù)難題,本項目考慮凍結施工及井筒運營(yíng)階段井壁與地層的相互作用及影響,提出了巨厚風(fēng)積沙地層中凍結斜井設計和施工理論。
創(chuàng )新要點(diǎn):
1.考慮凍結管加筋作用,建立管棚與凍土協(xié)同作用的凍結壁設計模型,提出斜井明挖與暗挖臨界長(cháng)度的確立方法;
2.考慮井壁與周?chē)橘|(zhì)的協(xié)同作用,提出了施工及運營(yíng)期間水土壓力、車(chē)輛荷載、凍脹融沉及地下水位變化等復雜邊界條件下斜井井壁的計算模型,形成了風(fēng)積沙地層中斜井井壁設計新方法;
3.考慮流場(chǎng)—溫度場(chǎng)的耦合影響,建立了風(fēng)積沙地層中斜井溫度場(chǎng)的耦合計算模型,確立了斜井帷幕凍結壁質(zhì)量的精確評價(jià)標準。
應用前景:
凍結斜井建設設計和施工理論解決了巨厚風(fēng)積沙地層中長(cháng)大斜井建設的難題,高質(zhì)量完成了風(fēng)積沙地層中體量最大、條件最復雜的斜井建設工程。技術(shù)成果可廣泛應用于西部地區大開(kāi)采量礦井建設。