采用井外疏干降水方法通过立井表土含水砂层-论文.pdf

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1、2014年第39卷第1期能源技术与管理V01．39N0．1Ener~TechnologyandManagement135doi：lO．3969／jissn．1672—99432014．01．054采用井外疏干降水方法通过立井表土含水砂层王世春，范艺(中煤第五建设有限公司第四十九工程处，河北邯郸056003)[摘要]我国西北地区表土段多为第四系含水砂层，而且具有流动性，普通法施工难度大，通过采取井外降水方法，合理选择技术参数，顺利通过了表土含水流砂层，通过后进行壁后注浆封水，取得了很好效果，为西北地区此类井筒施工积累了经验。[关键词]表土含

2、水砂层；普通法；降水；注浆[中图分类号]TD745[文献标识码]B[文章编号]利。第四系松散层潜水以大气降水补给为主，部分1概况为沙漠凝结水补给及灌溉回归水、渠水渗漏补给。小纪汉矿井位于榆林城北西12km，矿井设径流主要受地形控制，流向由西向东与现代地形计生产能力为10Mt／a，矿井采用主、副斜井和进、吻合，以泄流的形式向榆溪河排泄。回风立井开拓；进风立井布置在矿井北部，垂深综合分析，砂层厚度9—12m，涌水量10．8～357m，净直径6．50m。表土段为第四系含水砂28m3／h。表土段井检孔地质柱状图如图1所示。层，普通法施工难度大，通

3、过降水设计和精心施累计层厚工，顺利通过了表土含水砂层，通过后注浆封水，地层时代深度地层削面图岩性名称／m／m解决了表土段井筒涌水问题，效果良好，为西北地冲积层细砂区此类井简施工积累了经验。Q4’3I203．20／，-萨拉鸟苏组9●●●粉砂．286．O82工程概况Q婚’●，●离石组Q1l1．952．67⋯lII黄土2．1表土段地质水文概况洛河组细砂岩2．1．1地层依据地质填图及钻孔揭露资料，表土段地层图1表土段井检孔地质柱状图有风积砂层(Q)，中更新统离石组(Q2I)、全新统2_2井简特征冲积层(Q、Q4~+o1)。井筒全深357m，净直径

4、6．50m。第四系及部(1)上更新统萨拉乌苏组(Q31S)及全新统风分白垩系地层段采用钢筋混凝土支护，支护厚度积砂层(Q)。地表广泛分布，其岩性特征相近，为500mm，其余白垩系及侏罗系部分采用混凝土以桔黄色、浅灰紫色及杂色中细砂、细粉砂与暗棕支护，支护厚度为500mm，井筒底部连接处为钢色亚粘土不等厚互层，结构松散，两者构成区内第筋混凝土支护，支护厚度为500mm。四系潜水主要含水层。井筒附近有细砂层3．2m3表土防治水方案选择和粉砂层6．08m。(2)第四系中更新统离石组(Q21)。井田内地根据提供的地质水文资料，表土段含水层主表零星

5、分布，岩性为浅棕红、棕黄色亚砂土，含大要分布在12m以上，由于含水层为粉沙，在有涌量颗粒状钙质结核，钻孔揭露厚度0．80～64．27m。水的情况下具有流动性，流沙将给井筒施工造成2．1．2水文地质概况很大的困难，而且还会对已成井壁和井架基础造该区为毛乌素沙漠的东延部分，属风沙堆积成威胁。为了确保井筒表土段的安全顺利施工，初地形，起伏相对变化较大，一般相对高差20m左步确定有三种方案可供选择：右，沙地多为半固定或移动沙体。由于沙体松散孔方案一：表土段大揭盖施工法。将表土段l2m隙度大，有利于降水人渗，区内所堆积的风积沙成以上部分全部挖掘后，

6、一次进行井壁砌筑。此方法为大气降水的良好贮运介质，对地下水的补给有优点是比较安全可靠，但由于涌水的流动造成挖2014年2月136王世春，等采用井外疏干降水方法通过立井表土含水砂层Feb．．2014掘体积过大，将原施工的井架基础也将冲垮，而且挖掘过程中还要进行强排水，对井口周围造成更大的冲刷坑。方案二：沉井法。先在地面做好一段带刃脚井壁，采用人工掘进，靠井壁自重下沉，施工中进行强排水，吊桶出土，然后在井壁下沉过程中再进行浇筑上部井壁。此方法优点是工艺简单，准备期短，易操作。缺点是适用条件受限，井内外压力不平衡，容易涌水冒沙。方案三：井外疏干

7、降水法。在井筒周围按设计施工一圈排水小井，小井深度根据井筒内含水层位置确定，将周围涌水进行拦截，形成降水漏斗，给井筒开挖创造良好条件，辅以井筒内超前小井掘进，井帮临时支护，短段掘砌等措施通过含水层。方案三优点是工艺简单，操作性强，可保护已成井架基础；缺点是布孔较多。解决办法是在掌握图3降水井剖面示意图地下水流的方向后，上游正常布置钻孔数量，下游井口钻孔直径650mm，孔深15m，井口要高少布孔，另外对于部分进人到井筒内残余涌水，布出地面O．5m，采用优质粘土或水泥浆固壁；井壁置一定能力的排水设备解决。管采用预制水泥管，内直径280mm；滤

8、水管部位经对比，决定采用第三种方案，井外疏干降水采用颗粒磨圆度较好的粗砾砂围填，围填部位从法通过含水层。井底部向上至含水层的顶部，在填砂部分以上围填粘性土止水。4降水井设计5疏水井施工工艺4．