第5章--混凝土帷幕法.ppt

2024/4/19 2024/4/19 周五周五1 1第第5章章 混凝土帷幕法混凝土帷幕法 第一节第一节 概概述述第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 第三节第三节 泥浆下灌注混凝土泥浆下灌注混凝土 第四节第四节 掘进、套壁与补强掘进、套壁与补强 2024/4/19 2024/4/19 周五周五2 2第一节第一节 概概 述述 混凝土帷幕法混凝土帷幕法混凝土帷幕法混凝土帷幕法(简称帷幕法简称帷幕法简称帷幕法简称帷幕法)是属超前支护类是属超前支护类是属超前支护类是属超前支护类的一种井巷特殊施工方法。此法的一种井巷特殊施工方法。此法的一种井巷特殊施工方法。此法的一种井巷特殊施工方法。此法实质实质实质实质是：预先在井是：预先在井是：预先在井是：预先在井筒或其它地下结构物设计位置的周围，建造一个封筒或其它地下结构物设计位置的周围，建造一个封筒或其它地下结构物设计位置的周围，建造一个封筒或其它地下结构物设计位置的周围，建造一个封闭的圆形或其它形状的混凝土帷幕，其深度应穿过闭的圆形或其它形状的混凝土帷幕，其深度应穿过闭的圆形或其它形状的混凝土帷幕，其深度应穿过闭的圆形或其它形状的混凝土帷幕，其深度应穿过不稳定表土层，并嵌入不透水稳定岩层不稳定表土层，并嵌入不透水稳定岩层不稳定表土层，并嵌入不透水稳定岩层不稳定表土层，并嵌入不透水稳定岩层3 3 3 36m6m6m6m，在，在，在，在帷幕的保护下可安全进行掘砌作业，达到顺利通过帷幕的保护下可安全进行掘砌作业，达到顺利通过帷幕的保护下可安全进行掘砌作业，达到顺利通过帷幕的保护下可安全进行掘砌作业，达到顺利通过不稳定含水地层建成井筒，或在不稳定地层中建成不稳定含水地层建成井筒，或在不稳定地层中建成不稳定含水地层建成井筒，或在不稳定地层中建成不稳定含水地层建成井筒，或在不稳定地层中建成地下结构物的目的。地下结构物的目的。地下结构物的目的。地下结构物的目的。2024/4/19 2024/4/19 周五周五3 3第一节第一节 概概 述述 通常，混凝土帷幕需分成若干槽段通常，混凝土帷幕需分成若干槽段通常，混凝土帷幕需分成若干槽段通常，混凝土帷幕需分成若干槽段(或称槽孔或称槽孔或称槽孔或称槽孔)，依次进行槽段的钻凿并灌注混凝土，即在触变泥，依次进行槽段的钻凿并灌注混凝土，即在触变泥，依次进行槽段的钻凿并灌注混凝土，即在触变泥，依次进行槽段的钻凿并灌注混凝土，即在触变泥浆的保护下，用造孔设备先顺序钻凿直径为槽段宽浆的保护下，用造孔设备先顺序钻凿直径为槽段宽浆的保护下，用造孔设备先顺序钻凿直径为槽段宽浆的保护下，用造孔设备先顺序钻凿直径为槽段宽度的钻孔，然后将各钻孔连通构成槽段，每个槽段度的钻孔，然后将各钻孔连通构成槽段，每个槽段度的钻孔，然后将各钻孔连通构成槽段，每个槽段度的钻孔，然后将各钻孔连通构成槽段，每个槽段钻凿到设计深度后，在泥浆条件下边灌注混凝土，钻凿到设计深度后，在泥浆条件下边灌注混凝土，钻凿到设计深度后，在泥浆条件下边灌注混凝土，钻凿到设计深度后，在泥浆条件下边灌注混凝土，边置换出泥浆，直至混凝土充满槽段。通过适当的边置换出泥浆，直至混凝土充满槽段。通过适当的边置换出泥浆，直至混凝土充满槽段。通过适当的边置换出泥浆，直至混凝土充满槽段。通过适当的接头施工把各槽段相互衔接后，即筑成一个所需形接头施工把各槽段相互衔接后，即筑成一个所需形接头施工把各槽段相互衔接后，即筑成一个所需形接头施工把各槽段相互衔接后，即筑成一个所需形状的地下混凝土帷幕。状的地下混凝土帷幕。状的地下混凝土帷幕。状的地下混凝土帷幕。2024/4/19 2024/4/19 周五周五4 4第一节第一节 概概 述述 混凝土帷幕既可作为井筒或其它地下工程掘进混凝土帷幕既可作为井筒或其它地下工程掘进混凝土帷幕既可作为井筒或其它地下工程掘进混凝土帷幕既可作为井筒或其它地下工程掘进过程的临时支护，也可在修整帷幕内侧表面或作套过程的临时支护，也可在修整帷幕内侧表面或作套过程的临时支护，也可在修整帷幕内侧表面或作套过程的临时支护，也可在修整帷幕内侧表面或作套壁处理后，作为井筒或地下结构物的组成部分。凡壁处理后，作为井筒或地下结构物的组成部分。凡壁处理后，作为井筒或地下结构物的组成部分。凡壁处理后，作为井筒或地下结构物的组成部分。凡是用上述工艺在地表下建成混凝土或钢筋混凝土墙是用上述工艺在地表下建成混凝土或钢筋混凝土墙是用上述工艺在地表下建成混凝土或钢筋混凝土墙是用上述工艺在地表下建成混凝土或钢筋混凝土墙的施工方法统称地下连续墙的施工方法统称地下连续墙的施工方法统称地下连续墙的施工方法统称地下连续墙(或防渗墙或防渗墙或防渗墙或防渗墙)施工法，用施工法，用施工法，用施工法，用于煤矿立井表土施工中则称为混凝上帷幕法。本章于煤矿立井表土施工中则称为混凝上帷幕法。本章于煤矿立井表土施工中则称为混凝上帷幕法。本章于煤矿立井表土施工中则称为混凝上帷幕法。本章以论述煤矿立井帷幕施工法为主。井筒帷幕法施工以论述煤矿立井帷幕施工法为主。井筒帷幕法施工以论述煤矿立井帷幕施工法为主。井筒帷幕法施工以论述煤矿立井帷幕施工法为主。井筒帷幕法施工的主要工艺流程如图的主要工艺流程如图的主要工艺流程如图的主要工艺流程如图5 5 5 51 1 1 1所示。所示。所示。所示。2024/4/19 2024/4/19 周五周五5 52024/4/19 2024/4/19 周五周五6 6第一节第一节 概概 述述实践表明，帷幕法施工具有下述特点：实践表明，帷幕法施工具有下述特点：实践表明，帷幕法施工具有下述特点：实践表明，帷幕法施工具有下述特点：(1)(1)(1)(1)施工方法简单，无需复杂的机械设备，施工准备期短。施工方法简单，无需复杂的机械设备，施工准备期短。施工方法简单，无需复杂的机械设备，施工准备期短。施工方法简单，无需复杂的机械设备，施工准备期短。(2)(2)(2)(2)适应性强，可有效地穿过含有卵石、砾石和流砂等复杂的适应性强，可有效地穿过含有卵石、砾石和流砂等复杂的适应性强，可有效地穿过含有卵石、砾石和流砂等复杂的适应性强，可有效地穿过含有卵石、砾石和流砂等复杂的含水冲积地层，甚至可使帷幕嵌入一定深度的稳定基岩中，含水冲积地层，甚至可使帷幕嵌入一定深度的稳定基岩中，含水冲积地层，甚至可使帷幕嵌入一定深度的稳定基岩中，含水冲积地层，甚至可使帷幕嵌入一定深度的稳定基岩中，不另进行封底即可作到封堵地下水，改善作业环境，安全不另进行封底即可作到封堵地下水，改善作业环境，安全不另进行封底即可作到封堵地下水，改善作业环境，安全不另进行封底即可作到封堵地下水，改善作业环境，安全地进行井筒开挖。地进行井筒开挖。地进行井筒开挖。地进行井筒开挖。(3)(3)(3)(3)工艺技术较成熟，质量较可靠，防渗效果显著。工艺技术较成熟，质量较可靠，防渗效果显著。工艺技术较成熟，质量较可靠，防渗效果显著。工艺技术较成熟，质量较可靠，防渗效果显著。(4)(4)(4)(4)可同时使用多台设备，施工速度较快。可同时使用多台设备，施工速度较快。可同时使用多台设备，施工速度较快。可同时使用多台设备，施工速度较快。(5)(5)(5)(5)钢材、木材耗用量小，所需大宗材料钢材、木材耗用量小，所需大宗材料钢材、木材耗用量小，所需大宗材料钢材、木材耗用量小，所需大宗材料水泥、砂、石等水泥、砂、石等水泥、砂、石等水泥、砂、石等容易就地取材，易于降低成本。容易就地取材，易于降低成本。容易就地取材，易于降低成本。容易就地取材，易于降低成本。(6)(6)(6)(6)选用适当的造孔机械，可以作别无噪声、无振动，在城市选用适当的造孔机械，可以作别无噪声、无振动，在城市选用适当的造孔机械，可以作别无噪声、无振动，在城市选用适当的造孔机械，可以作别无噪声、无振动，在城市内和密集建筑群中，用该法施工有突出优点。内和密集建筑群中，用该法施工有突出优点。内和密集建筑群中，用该法施工有突出优点。内和密集建筑群中，用该法施工有突出优点。2024/4/19 2024/4/19 周五周五7 7第一节第一节 概概 述述 用于井筒施工，帷幕法尚存在不足之处：用于井筒施工，帷幕法尚存在不足之处：用于井筒施工，帷幕法尚存在不足之处：用于井筒施工，帷幕法尚存在不足之处：(1)(1)(1)(1)立井帷幕较深，对施工技术要求较高，尤其是接头部分。立井帷幕较深，对施工技术要求较高，尤其是接头部分。立井帷幕较深，对施工技术要求较高，尤其是接头部分。立井帷幕较深，对施工技术要求较高，尤其是接头部分。若选择造孔设备欠妥或施工管理不当，易造成超挖浪费，若选择造孔设备欠妥或施工管理不当，易造成超挖浪费，若选择造孔设备欠妥或施工管理不当，易造成超挖浪费，若选择造孔设备欠妥或施工管理不当，易造成超挖浪费，接头不好时会渗漏地下水，给后续的井筒掘砌带来困难。接头不好时会渗漏地下水，给后续的井筒掘砌带来困难。接头不好时会渗漏地下水，给后续的井筒掘砌带来困难。接头不好时会渗漏地下水，给后续的井筒掘砌带来困难。(2)(2)(2)(2)表土深度太大或承压水头较高的极不稳定地层中，使用表土深度太大或承压水头较高的极不稳定地层中，使用表土深度太大或承压水头较高的极不稳定地层中，使用表土深度太大或承压水头较高的极不稳定地层中，使用该法尚欠经验。该法尚欠经验。该法尚欠经验。该法尚欠经验。(3)(3)(3)(3)泥浆制备与处理系统占地较大，管理不善易使现场泥泞，泥浆制备与处理系统占地较大，管理不善易使现场泥泞，泥浆制备与处理系统占地较大，管理不善易使现场泥泞，泥浆制备与处理系统占地较大，管理不善易使现场泥泞，影响土建部分的施工。影响土建部分的施工。影响土建部分的施工。影响土建部分的施工。就矿山工程而论，目前因成槽机具设备、专业施工队伍就矿山工程而论，目前因成槽机具设备、专业施工队伍就矿山工程而论，目前因成槽机具设备、专业施工队伍就矿山工程而论，目前因成槽机具设备、专业施工队伍和施工技术水平的限制，帷幕法仅适用于深度不超过和施工技术水平的限制，帷幕法仅适用于深度不超过和施工技术水平的限制，帷幕法仅适用于深度不超过和施工技术水平的限制，帷幕法仅适用于深度不超过100m100m100m100m的含水不稳定表土层立井和斜井的施工。的含水不稳定表土层立井和斜井的施工。的含水不稳定表土层立井和斜井的施工。的含水不稳定表土层立井和斜井的施工。2024/4/19 2024/4/19 周五周五8 8第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 无论立井的帷幕或其它工程的地下连续墙，施工前均需无论立井的帷幕或其它工程的地下连续墙，施工前均需无论立井的帷幕或其它工程的地下连续墙，施工前均需无论立井的帷幕或其它工程的地下连续墙，施工前均需根据工程要求和地质条件，决定帷幕的深度和厚度，然后根据工程要求和地质条件，决定帷幕的深度和厚度，然后根据工程要求和地质条件，决定帷幕的深度和厚度，然后根据工程要求和地质条件，决定帷幕的深度和厚度，然后划分若干槽段划分若干槽段划分若干槽段划分若干槽段(槽孔槽孔槽孔槽孔)分别施工。分别施工。分别施工。分别施工。一、确定帷幕深度、厚度和槽段数目一、确定帷幕深度、厚度和槽段数目一、确定帷幕深度、厚度和槽段数目一、确定帷幕深度、厚度和槽段数目 帷幕深度可依地质资料和工程要求按下式确定：帷幕深度可依地质资料和工程要求按下式确定：帷幕深度可依地质资料和工程要求按下式确定：帷幕深度可依地质资料和工程要求按下式确定：H H H Hh h h h1 1 1 1+h+h+h+h2 2 2 2 式中式中式中式中 H H H H 混凝上帷幕设计深度，混凝上帷幕设计深度，混凝上帷幕设计深度，混凝上帷幕设计深度，m m m m；h h h h1 1 1 1含水不稳定肿积层厚度，含水不稳定肿积层厚度，含水不稳定肿积层厚度，含水不稳定肿积层厚度，m m m m；h h h h2 2 2 2帷幕嵌入不透水稳定地层的深度，取帷幕嵌入不透水稳定地层的深度，取帷幕嵌入不透水稳定地层的深度，取帷幕嵌入不透水稳定地层的深度，取3 3 3 36m6m6m6m。2024/4/19 2024/4/19 周五周五9 9第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 立井帷幕作为永久支护时，内壁的半径可按立井帷幕作为永久支护时，内壁的半径可按立井帷幕作为永久支护时，内壁的半径可按立井帷幕作为永久支护时，内壁的半径可按下式近似计算下式近似计算下式近似计算下式近似计算 R RR R0 0E E0 02iH2iH 式中式中式中式中 R R R R 帷幕内壁半径，帷幕内壁半径，帷幕内壁半径，帷幕内壁半径，m m m m；R R R R0 0 0 0井筒设计半径，井筒设计半径，井筒设计半径，井筒设计半径，m m m m；E E E E0 0 0 0套壁厚度，套壁厚度，套壁厚度，套壁厚度，m m m m；i i i i 造孔允许最大偏斜率；造孔允许最大偏斜率；造孔允许最大偏斜率；造孔允许最大偏斜率；H H H H 帷幕设计深度，帷幕设计深度，帷幕设计深度，帷幕设计深度，m m m m。2024/4/19 2024/4/19 周五周五1010第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 这样，帷幕中心线的半径应为：这样，帷幕中心线的半径应为：R R1 1R R0 0E E0 01/2(1/2(0.15)0.15)2iH2iH 式中式中 R R1 1 帷幕中心线半径，帷幕中心线半径，m m；钻头直径，钻头直径，m m；0.150.15钻进时的扩孔量，钻进时的扩孔量，m m。2024/4/19 2024/4/19 周五周五1111第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 确定槽段数目时，要在保证造孔安全和确定槽段数目时，要在保证造孔安全和质量的前提下，根据地质条件、单个榴段造质量的前提下，根据地质条件、单个榴段造孔延续时间和混凝上的浇筑能力，尽可能加孔延续时间和混凝上的浇筑能力，尽可能加大槽段长度，减少接头孔数目。立井帷幕通大槽段长度，减少接头孔数目。立井帷幕通常划成常划成2 23 3个弧形槽段分别施工。个弧形槽段分别施工。2024/4/19 2024/4/19 周五周五1212第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 二、施工准备二、施工准备 槽孔施工是帷幕法的第一道工序。为此，除槽孔施工是帷幕法的第一道工序。为此，除槽孔施工是帷幕法的第一道工序。为此，除槽孔施工是帷幕法的第一道工序。为此，除常规建井准备工作外，还需围绕槽孔施工完成必常规建井准备工作外，还需围绕槽孔施工完成必常规建井准备工作外，还需围绕槽孔施工完成必常规建井准备工作外，还需围绕槽孔施工完成必要的准备工作。其内容包括修筑护井、铺设轨道、要的准备工作。其内容包括修筑护井、铺设轨道、要的准备工作。其内容包括修筑护井、铺设轨道、要的准备工作。其内容包括修筑护井、铺设轨道、建立泥浆配置站，构筑泥浆循环系统的沟槽与沉建立泥浆配置站，构筑泥浆循环系统的沟槽与沉建立泥浆配置站，构筑泥浆循环系统的沟槽与沉建立泥浆配置站，构筑泥浆循环系统的沟槽与沉淀池，埋设地锚桩，准备造孔机具和泥浆及混凝淀池，埋设地锚桩，准备造孔机具和泥浆及混凝淀池，埋设地锚桩，准备造孔机具和泥浆及混凝淀池，埋设地锚桩，准备造孔机具和泥浆及混凝土的材料等。土的材料等。土的材料等。土的材料等。2024/4/19 2024/4/19 周五周五1313第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 (一一一一)修筑护井修筑护井修筑护井修筑护井 护井又称导墙或导向槽，是在井筒设计位置周围护井又称导墙或导向槽，是在井筒设计位置周围护井又称导墙或导向槽，是在井筒设计位置周围护井又称导墙或导向槽，是在井筒设计位置周围地表上修筑的钢筋混凝土环状沟槽。用于立井的护井地表上修筑的钢筋混凝土环状沟槽。用于立井的护井地表上修筑的钢筋混凝土环状沟槽。用于立井的护井地表上修筑的钢筋混凝土环状沟槽。用于立井的护井由内护井和外护井两部分组成。斜井和其它地下结构由内护井和外护井两部分组成。斜井和其它地下结构由内护井和外护井两部分组成。斜井和其它地下结构由内护井和外护井两部分组成。斜井和其它地下结构的护井一般筑成直沟槽状。沟槽净宽比造孔钻头直径的护井一般筑成直沟槽状。沟槽净宽比造孔钻头直径的护井一般筑成直沟槽状。沟槽净宽比造孔钻头直径的护井一般筑成直沟槽状。沟槽净宽比造孔钻头直径大大大大20cm20cm20cm20cm左右，沟槽净深要大于左右，沟槽净深要大于左右，沟槽净深要大于左右，沟槽净深要大于1.5m1.5m1.5m1.5m，通常置于地下水，通常置于地下水，通常置于地下水，通常置于地下水位以上位以上位以上位以上1.8m1.8m1.8m1.8m，沟槽上端要高出地表，沟槽上端要高出地表，沟槽上端要高出地表，沟槽上端要高出地表0.3m0.3m0.3m0.3m，并与进浆沟，并与进浆沟，并与进浆沟，并与进浆沟(或管或管或管或管)、排浆沟相通。护井壁厚约、排浆沟相通。护井壁厚约、排浆沟相通。护井壁厚约、排浆沟相通。护井壁厚约2020202030cm30cm30cm30cm，混凝土，混凝土，混凝土，混凝土强度等级在强度等级在强度等级在强度等级在C20C20C20C20以上。以上。以上。以上。2024/4/19 2024/4/19 周五周五1414第二节第二节 槽孔施工槽孔施工护井的作用是：护井的作用是：(1)(1)固定钻孔位置。固定钻孔位置。(2)(2)在造孔初始阶段起导向作用。在造孔初始阶段起导向作用。(3)(3)储存触变泥浆。储存触变泥浆。(4)(4)作为检测钻孔质量的基准。作为检测钻孔质量的基准。(5)(5)避免孔口塌方，维护孔口稳定。避免孔口塌方，维护孔口稳定。(6)(6)承托钻机，减轻钻机振动对土壁的影响。承托钻机，减轻钻机振动对土壁的影响。2024/4/19 2024/4/19 周五周五1515第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 (二二二二)铺设钻机轨道铺设钻机轨道铺设钻机轨道铺设钻机轨道 为便于造孔机具能围绕井筒四周稳定且灵活地为便于造孔机具能围绕井筒四周稳定且灵活地为便于造孔机具能围绕井筒四周稳定且灵活地为便于造孔机具能围绕井筒四周稳定且灵活地行走，更换造孔位置，要依据钻机结构和荷载状况，行走，更换造孔位置，要依据钻机结构和荷载状况，行走，更换造孔位置，要依据钻机结构和荷载状况，行走，更换造孔位置，要依据钻机结构和荷载状况，在井筒四周铺设在井筒四周铺设在井筒四周铺设在井筒四周铺设2 2 2 24 4 4 4条条条条2424242450kg50kg50kg50kgm m m m的环形钢轨。的环形钢轨。的环形钢轨。的环形钢轨。要求轨面平整，高差小于要求轨面平整，高差小于要求轨面平整，高差小于要求轨面平整，高差小于10mm10mm10mm10mm，径向误差小于，径向误差小于，径向误差小于，径向误差小于2mm2mm2mm2mm，路基应牢固、整体性好，不得有不均匀沉降现象。，路基应牢固、整体性好，不得有不均匀沉降现象。，路基应牢固、整体性好，不得有不均匀沉降现象。，路基应牢固、整体性好，不得有不均匀沉降现象。轨枕下石子垫层厚要大于轨枕下石子垫层厚要大于轨枕下石子垫层厚要大于轨枕下石子垫层厚要大于l0cml0cml0cml0cm，石子埋没轨枕高度，石子埋没轨枕高度，石子埋没轨枕高度，石子埋没轨枕高度的的的的2 2 2 23 3 3 3以上，必要时修筑整体道床。图以上，必要时修筑整体道床。图以上，必要时修筑整体道床。图以上，必要时修筑整体道床。图5 5 5 52 2 2 2为某矿为某矿为某矿为某矿井混凝土帷幕施工时的钻场布置。井混凝土帷幕施工时的钻场布置。井混凝土帷幕施工时的钻场布置。井混凝土帷幕施工时的钻场布置。2024/4/19 2024/4/19 周五周五16162024/4/19 2024/4/19 周五周五1717第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 (三三)泥浆系统泥浆系统 如同泥浆在钻井法中的作用一样，在帷幕法如同泥浆在钻井法中的作用一样，在帷幕法如同泥浆在钻井法中的作用一样，在帷幕法如同泥浆在钻井法中的作用一样，在帷幕法中，泥浆也起着护壁、排渣的作用，泥浆的质量中，泥浆也起着护壁、排渣的作用，泥浆的质量中，泥浆也起着护壁、排渣的作用，泥浆的质量中，泥浆也起着护壁、排渣的作用，泥浆的质量关系着槽孔施工的成败。有关泥浆的配比、性质、关系着槽孔施工的成败。有关泥浆的配比、性质、关系着槽孔施工的成败。有关泥浆的配比、性质、关系着槽孔施工的成败。有关泥浆的配比、性质、泥浆泵站、贮浆池、沉淀池以及供、排浆系统管泥浆泵站、贮浆池、沉淀池以及供、排浆系统管泥浆泵站、贮浆池、沉淀池以及供、排浆系统管泥浆泵站、贮浆池、沉淀池以及供、排浆系统管路等内容及设计与布置原则，均类同钻井法。考路等内容及设计与布置原则，均类同钻井法。考路等内容及设计与布置原则，均类同钻井法。考路等内容及设计与布置原则，均类同钻井法。考虑到帷幕施工期较短，所需护壁时间相应减少，虑到帷幕施工期较短，所需护壁时间相应减少，虑到帷幕施工期较短，所需护壁时间相应减少，虑到帷幕施工期较短，所需护壁时间相应减少，泥浆参数可适当调整。泥浆参数可适当调整。泥浆参数可适当调整。泥浆参数可适当调整。2024/4/19 2024/4/19 周五周五1818第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 如何合理的使用泥浆、正确的调整泥浆性能如何合理的使用泥浆、正确的调整泥浆性能如何合理的使用泥浆、正确的调整泥浆性能如何合理的使用泥浆、正确的调整泥浆性能参数，是加快造孔速度、降低施工成本的重要因参数，是加快造孔速度、降低施工成本的重要因参数，是加快造孔速度、降低施工成本的重要因参数，是加快造孔速度、降低施工成本的重要因素，由于采用回转式钻机打主孔、冲击钻打副孔素，由于采用回转式钻机打主孔、冲击钻打副孔素，由于采用回转式钻机打主孔、冲击钻打副孔素，由于采用回转式钻机打主孔、冲击钻打副孔(劈孔劈孔劈孔劈孔)的施工方案较多，而两种工艺对泥浆性能的施工方案较多，而两种工艺对泥浆性能的施工方案较多，而两种工艺对泥浆性能的施工方案较多，而两种工艺对泥浆性能指标要求不尽相同。回转式钻机打孔时，泥浆比指标要求不尽相同。回转式钻机打孔时，泥浆比指标要求不尽相同。回转式钻机打孔时，泥浆比指标要求不尽相同。回转式钻机打孔时，泥浆比重、粘度、静切力可适当增大，而失水量、泥皮重、粘度、静切力可适当增大，而失水量、泥皮重、粘度、静切力可适当增大，而失水量、泥皮重、粘度、静切力可适当增大，而失水量、泥皮厚度指标则可适当小些，胶体率也要提高。厚度指标则可适当小些，胶体率也要提高。厚度指标则可适当小些，胶体率也要提高。厚度指标则可适当小些，胶体率也要提高。2024/4/19 2024/4/19 周五周五1919第二节第二节 槽孔施工槽孔施工(四四)地锚桩地锚桩 为固定稳定性较差的钻凿机械的塔架，为固定稳定性较差的钻凿机械的塔架，需用缆绳辅助定位，缆绳则固定于地锚桩上。需用缆绳辅助定位，缆绳则固定于地锚桩上。一般锚桩距钻机距离约与钻塔高度相当，可一般锚桩距钻机距离约与钻塔高度相当，可沿井筒周围每隔沿井筒周围每隔1.51.52m2m布置一个，锚桩埋布置一个，锚桩埋设深度带大于设深度带大于1.5m1.5m。2024/4/19 2024/4/19 周五周五2020第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 (五五)工业场地平面布置工业场地平面布置 混凝土帷幕法施工的工业场地平面布置，混凝土帷幕法施工的工业场地平面布置，应结合建井临时平面布置和永久工业场地总平应结合建井临时平面布置和永久工业场地总平面布置统筹考虑。力争布局合理、使用方便、面布置统筹考虑。力争布局合理、使用方便、互不干扰、衔接紧凑，尤其在泥浆循环系统和互不干扰、衔接紧凑，尤其在泥浆循环系统和混凝土上料系统的布局上更需慎重考虑。混凝土上料系统的布局上更需慎重考虑。2024/4/19 2024/4/19 周五周五2121第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 三、槽孔施工机具三、槽孔施工机具 混凝土帷幕法钻挖槽孔的时间约占整个施工工期混凝土帷幕法钻挖槽孔的时间约占整个施工工期混凝土帷幕法钻挖槽孔的时间约占整个施工工期混凝土帷幕法钻挖槽孔的时间约占整个施工工期的的的的6060606070707070，直接影响施工成败的槽孔质量又取决于，直接影响施工成败的槽孔质量又取决于，直接影响施工成败的槽孔质量又取决于，直接影响施工成败的槽孔质量又取决于槽孔施工机具的性能。这里所述的槽孔施工机具包括槽孔施工机具的性能。这里所述的槽孔施工机具包括槽孔施工机具的性能。这里所述的槽孔施工机具包括槽孔施工机具的性能。这里所述的槽孔施工机具包括造孔机械和造孔工具。造孔机械和造孔工具。造孔机械和造孔工具。造孔机械和造孔工具。(一一一一)抓斗式挖糟机械抓斗式挖糟机械抓斗式挖糟机械抓斗式挖糟机械 这是一种直接出渣的挖槽机械，依靠能启闭的抓这是一种直接出渣的挖槽机械，依靠能启闭的抓这是一种直接出渣的挖槽机械，依靠能启闭的抓这是一种直接出渣的挖槽机械，依靠能启闭的抓斗抓取土体直送地面。有各种索式导板抓斗、液压导斗抓取土体直送地面。有各种索式导板抓斗、液压导斗抓取土体直送地面。有各种索式导板抓斗、液压导斗抓取土体直送地面。有各种索式导板抓斗、液压导板抓斗和刚性导杆抓斗等，示意图见图板抓斗和刚性导杆抓斗等，示意图见图板抓斗和刚性导杆抓斗等，示意图见图板抓斗和刚性导杆抓斗等，示意图见图5 5 5 53 3 3 3。2024/4/19 2024/4/19 周五周五22222024/4/19 2024/4/19 周五周五2323第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 使用抓斗式挖槽机，需预先在槽段两端用钻机使用抓斗式挖槽机，需预先在槽段两端用钻机使用抓斗式挖槽机，需预先在槽段两端用钻机使用抓斗式挖槽机，需预先在槽段两端用钻机各钻一个垂直导孔各钻一个垂直导孔各钻一个垂直导孔各钻一个垂直导孔(主孔主孔主孔主孔)，然后用抓斗抓除两导孔，然后用抓斗抓除两导孔，然后用抓斗抓除两导孔，然后用抓斗抓除两导孔间的土体间的土体间的土体间的土体(副孔副孔副孔副孔)，以形成槽段。由于采用抓斗时土，以形成槽段。由于采用抓斗时土，以形成槽段。由于采用抓斗时土，以形成槽段。由于采用抓斗时土层不经破碎而被直接送至地面，又不用泥浆循环和层不经破碎而被直接送至地面，又不用泥浆循环和层不经破碎而被直接送至地面，又不用泥浆循环和层不经破碎而被直接送至地面，又不用泥浆循环和净化，故可降低泥浆耗量，简化施工管理，提高工净化，故可降低泥浆耗量，简化施工管理，提高工净化，故可降低泥浆耗量，简化施工管理，提高工净化，故可降低泥浆耗量，简化施工管理，提高工效，槽段衔接也较好。抓斗挖槽机械主要适于无粘效，槽段衔接也较好。抓斗挖槽机械主要适于无粘效，槽段衔接也较好。抓斗挖槽机械主要适于无粘效，槽段衔接也较好。抓斗挖槽机械主要适于无粘性土壤的槽段施工。其缺点是成槽垂直精度较差，性土壤的槽段施工。其缺点是成槽垂直精度较差，性土壤的槽段施工。其缺点是成槽垂直精度较差，性土壤的槽段施工。其缺点是成槽垂直精度较差，一般为一般为一般为一般为5 5 5 57 7 7 7，深度超过，深度超过，深度超过，深度超过20m20m20m20m时，工效显著降低。时，工效显著降低。时，工效显著降低。时，工效显著降低。因此该机械适用于深度小于因此该机械适用于深度小于因此该机械适用于深度小于因此该机械适用于深度小于50m50m50m50m的帷幕施工。的帷幕施工。的帷幕施工。的帷幕施工。2024/4/19 2024/4/19 周五周五2424第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 (二二二二)冲击式造孔机械冲击式造孔机械冲击式造孔机械冲击式造孔机械 冲击式造孔机械是依靠钻头自重，在充满泥浆的冲击式造孔机械是依靠钻头自重，在充满泥浆的冲击式造孔机械是依靠钻头自重，在充满泥浆的冲击式造孔机械是依靠钻头自重，在充满泥浆的孔中反复自由下落，以冲击动能破碎岩土，然后用带孔中反复自由下落，以冲击动能破碎岩土，然后用带孔中反复自由下落，以冲击动能破碎岩土，然后用带孔中反复自由下落，以冲击动能破碎岩土，然后用带有活底的取渣筒将破碎的岩屑取出。其设备比较简单、有活底的取渣筒将破碎的岩屑取出。其设备比较简单、有活底的取渣筒将破碎的岩屑取出。其设备比较简单、有活底的取渣筒将破碎的岩屑取出。其设备比较简单、操作容易、适应性强，在坚硬土层和含砾石、卵石的操作容易、适应性强，在坚硬土层和含砾石、卵石的操作容易、适应性强，在坚硬土层和含砾石、卵石的操作容易、适应性强，在坚硬土层和含砾石、卵石的复杂地层中均可应用，冲击钻进时的冲击压实和挤实复杂地层中均可应用，冲击钻进时的冲击压实和挤实复杂地层中均可应用，冲击钻进时的冲击压实和挤实复杂地层中均可应用，冲击钻进时的冲击压实和挤实效应还能改善孔周土层的性质，有利于孔壁的稳固，效应还能改善孔周土层的性质，有利于孔壁的稳固，效应还能改善孔周土层的性质，有利于孔壁的稳固，效应还能改善孔周土层的性质，有利于孔壁的稳固，提高造孔速度，其造孔垂直精度较高，一般可达提高造孔速度，其造孔垂直精度较高，一般可达提高造孔速度，其造孔垂直精度较高，一般可达提高造孔速度，其造孔垂直精度较高，一般可达2 2 2 23 3 3 3，适用于深度较大的造孔施工，是目前国内外，适用于深度较大的造孔施工，是目前国内外，适用于深度较大的造孔施工，是目前国内外，适用于深度较大的造孔施工，是目前国内外常用的造孔设备。常用的造孔设备。常用的造孔设备。常用的造孔设备。2024/4/19 2024/4/19 周五周五2525第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 (三三)回转式造孔机械回转式造孔机械 回转式造孔机械是用各种形式的钻头刀具对土回转式造孔机械是用各种形式的钻头刀具对土回转式造孔机械是用各种形式的钻头刀具对土回转式造孔机械是用各种形式的钻头刀具对土层进行钻削，并借助泥浆循环排渣。其机械化程度层进行钻削，并借助泥浆循环排渣。其机械化程度层进行钻削，并借助泥浆循环排渣。其机械化程度层进行钻削，并借助泥浆循环排渣。其机械化程度和工效高于前两种机械，成孔质量高，噪音较小，和工效高于前两种机械，成孔质量高，噪音较小，和工效高于前两种机械，成孔质量高，噪音较小，和工效高于前两种机械，成孔质量高，噪音较小，无振动影响，造孔垂直精度一般为无振动影响，造孔垂直精度一般为无振动影响，造孔垂直精度一般为无振动影响，造孔垂直精度一般为4 4 4 45 5 5 5左右，但左右，但左右，但左右，但结构较复杂，遇有大粒径砾石、卵石层难以使用。结构较复杂，遇有大粒径砾石、卵石层难以使用。结构较复杂，遇有大粒径砾石、卵石层难以使用。结构较复杂，遇有大粒径砾石、卵石层难以使用。主要用于土质较软、孔深较大时钻凿主孔用。主要用于土质较软、孔深较大时钻凿主孔用。主要用于土质较软、孔深较大时钻凿主孔用。主要用于土质较软、孔深较大时钻凿主孔用。2024/4/19 2024/4/19 周五周五2626第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 总之，因地制宜地合理选择好造孔机械是保证总之，因地制宜地合理选择好造孔机械是保证总之，因地制宜地合理选择好造孔机械是保证总之，因地制宜地合理选择好造孔机械是保证造孔安全和质量、加快施工速度、降低成本的关键。造孔安全和质量、加快施工速度、降低成本的关键。造孔安全和质量、加快施工速度、降低成本的关键。造孔安全和质量、加快施工速度、降低成本的关键。我国造孔机具规格品种与数量还不多，造孔工效也我国造孔机具规格品种与数量还不多，造孔工效也我国造孔机具规格品种与数量还不多，造孔工效也我国造孔机具规格品种与数量还不多，造孔工效也较低，要赶上世界先进水平，必须改变造孔机械品较低，要赶上世界先进水平，必须改变造孔机械品较低，要赶上世界先进水平，必须改变造孔机械品较低，要赶上世界先进水平，必须改变造孔机械品种单一的落后局面，尤其是研制优质、快速能建造种单一的落后局面，尤其是研制优质、快速能建造种单一的落后局面，尤其是研制优质、快速能建造种单一的落后局面，尤其是研制优质、快速能建造百米以上深墙的造孔机具，以适应深厚不移定厚表百米以上深墙的造孔机具，以适应深厚不移定厚表百米以上深墙的造孔机具，以适应深厚不移定厚表百米以上深墙的造孔机具，以适应深厚不移定厚表土层的施工需要。土层的施工需要。土层的施工需要。土层的施工需要。2024/4/19 2024/4/19 周五周五2727第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 四、槽孔施工方法四、槽孔施工方法四、槽孔施工方法四、槽孔施工方法 由于选用造孔机具不同，槽孔施工方法也多种多样。由于选用造孔机具不同，槽孔施工方法也多种多样。由于选用造孔机具不同，槽孔施工方法也多种多样。由于选用造孔机具不同，槽孔施工方法也多种多样。无论采用哪种机械，施工时均需将整个混凝土帷幕分成无论采用哪种机械，施工时均需将整个混凝土帷幕分成无论采用哪种机械，施工时均需将整个混凝土帷幕分成无论采用哪种机械，施工时均需将整个混凝土帷幕分成2 2 2 23 3 3 3个弧形槽段，每个槽段内又分成注孔和副孔分别钻个弧形槽段，每个槽段内又分成注孔和副孔分别钻个弧形槽段，每个槽段内又分成注孔和副孔分别钻个弧形槽段，每个槽段内又分成注孔和副孔分别钻挖。所谓主孔是指一个槽段内，每隔一定距离首先用造挖。所谓主孔是指一个槽段内，每隔一定距离首先用造挖。所谓主孔是指一个槽段内，每隔一定距离首先用造挖。所谓主孔是指一个槽段内，每隔一定距离首先用造孔机械钻挖的圆孔，它包括槽段端头首先钻挖用作槽段孔机械钻挖的圆孔，它包括槽段端头首先钻挖用作槽段孔机械钻挖的圆孔，它包括槽段端头首先钻挖用作槽段孔机械钻挖的圆孔，它包括槽段端头首先钻挖用作槽段间接头的孔。所谓副孔是指相邻二主孔间的鼓形土体。间接头的孔。所谓副孔是指相邻二主孔间的鼓形土体。间接头的孔。所谓副孔是指相邻二主孔间的鼓形土体。间接头的孔。所谓副孔是指相邻二主孔间的鼓形土体。副孔长度视土质和钻进方法而定，要有利于提高工效，副孔长度视土质和钻进方法而定，要有利于提高工效，副孔长度视土质和钻进方法而定，要有利于提高工效，副孔长度视土质和钻进方法而定，要有利于提高工效，一般取为主孔直径的一般取为主孔直径的一般取为主孔直径的一般取为主孔直径的1.41.41.41.41.71.71.71.7倍。槽孔施工的主要方式倍。槽孔施工的主要方式倍。槽孔施工的主要方式倍。槽孔施工的主要方式有：有：有：有：2024/4/19 2024/4/19 周五周五2828第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 1 1、冲击造孔两钻一劈、冲击造孔两钻一劈(抓抓)法法 首先用冲击式钻机钻出主孔，然后用十首先用冲击式钻机钻出主孔，然后用十字形铸钢钻头，通过变动钻头冲打位置分次字形铸钢钻头，通过变动钻头冲打位置分次劈打副孔土体，或使用弧形劈孔钻头一次劈劈打副孔土体，或使用弧形劈孔钻头一次劈打副孔，或利用抓斗式机械抓除副孔土体，打副孔，或利用抓斗式机械抓除副孔土体，见图见图5 51414。2024/4/19 2024/4/19 周五周五29292024/4/19 2024/4/19 周五周五3030第二节第二节 槽孔施工槽孔施工 主孔钻进质量关系副孔乃至槽孔的施工质量，应力主孔钻进质量关系副孔乃至槽孔的施工质量，应力主孔钻进质量关系副孔乃至槽孔的施工质量，应力主孔钻进质量关系副孔乃至槽孔的施工质量，应力求偏斜最小。开孔成形阶段应轻提轻冲打，钻头稳住后求偏斜最小。开孔成形阶段应轻提轻冲打，钻头稳住后求偏斜最小。开孔成形阶段应轻提轻冲打，钻头稳住后求偏斜最小。开孔成形阶段应轻提轻冲打，钻头稳住后方可加大冲程进入正常钻进阶段。钻进施工中要经常调方可加大冲程进入正常钻进阶段。钻进施工中要经常调方可加大冲程进入正常钻进阶段。钻进施工中要经常调方可加大冲程进入正常钻进阶段。钻进施工中要经常调节泥浆特性，及时补充新浆。冲击钻进多用掏渣筒排渣，节泥浆特性，及时补充新浆。冲击钻进多用掏渣筒排渣，节泥浆特性，及时补充新浆。冲击钻进多用掏渣筒排渣，节泥浆特性，及时补充新浆。冲击钻进多用掏渣筒排渣，一般每钻进一般每钻进一般每钻进一般每钻进0.50.50.50.51m1m1m1m即应掏渣。粘土层中冲程宜小，以防即应掏渣。粘土层