煤矿冻结法凿井技术规程.doc

煤矿冻结法凿井技术规程 目录 1 总则1 2 术语、主要符号2 2 .1 术语 2 2 .2 主要符号 4 3 勘察要求 11 3 .1 井筒检查钻孔 11 3.2 地下水流速 11 3.3 人工冻土 12 3.4 其它资料 12 4 井壁设计 14 4.1 设计准则 14 4.2 材料 14 4.3 井壁结构形式及适用条件 18 4.4 设计荷载 18 4.5 井壁结构设计计算规定 21 4.6 井壁内应力及承载力计算 22 4.7 井塔架影响段井壁及壁座计算 23 4.8 构造及防护要求24 5 地层冻结设计 28 5.1 地层冻结方式28 5.2 人工冻土强度与蠕变28 5 .3 冻结壁设计参数 30 5. 4 冻结壁厚度计算 31 5. 5 冻结孔布置圈直径、冻结孔数量 33 5. 6 地层冻结时间34 5. 7 观测孔布置 36 5. 8 冻结站制冷系统设计36 6冻结孔与冻结管38 6.1 冻结孔38 6.2 冻结管 40 6.3 验收 41 7冷冻站 42 7.1 冷冻站厂房 42 7.2 冷冻站安装 42 7.3 冷冻站运转 43 8冻结壁检测与判断46 8 .1 测温孔检测46 8.2 水文观测孔检测46 8 3 冻结壁形成的判断46 9冻结工程收尾工作48 9 1 冷冻站拆除48 9 2 冻结管充填48 9 3 建立技术档案48 10井简掘进与支护 10.1 井筒掘进 10.2 井筒支护 10.3 复合井壁夹层注浆 10.4 施工过程中的检测 10.5 转入基岩普通法施工的安全措施 附录A 聚[烯塑料薄板物理机械性能指标 附录B 道路石汕沥青质量指标 附录C 聚苯乙烯泡沫塑料板物理机械性能指标 附录D 棍凝土井壁内力及承载力计算 附录E 井塔架影响段井壁计算 附录F 壁座计算 附录G 钢筋的计算截面积及公称质量 附录H 冷冻站制冷系统设计计算 附录I 常用泥浆组成及其配置方法 附录J 掘进工作面温度检测记录表 附录K 井筒掘进井帮径向位移量植测表 附录L 井筒掘工作面底臌量检测表 附录M 本规程用词用语说明 条文说明 1．总则 1.0.1为了贯彻执行煤炭行业的方针、政策，推广应用在设计、施工中各项行之有效的科研成果和经验。保证煤矿冻结法凿井立井工程的质量和安全，促使做到技术先进、经济合理、井壁使用可靠，特制定本规程． 1.0.2本规程适用于冲积层厚度小于400米，冻结深度小于500米的立井井筒冻结法凿井的工程勘察、井壁设计、地层冻结设计、冻结壁形成及其检测、冻结孔施工与冻结管质量、冷冻站制冷系统、井筒掘砌及监控等方面，在设计及施工时，应严格执行本规程的规定。对于冲积层厚度450m左右的地层可参照本规程． 1.0.3井壁设计、地层冻结设计及井筒掘砌施工时应综合考虑地质及水文地质条件、冲积层厚度及其土的特性，基岩含水层的特征。应选择合理的井壁结构、冻结方式、冻结深度及冻结壁厚度、强度，并在施工中做到地层冻结与井筒掘砌工艺的协调配合，确保冻结器安全。做到因地制宜、因时制宜、合理设计、精心施工、严格监控。 1.0.4矿山斜井冻结法施工及地铁、隧道、桥梁基础及建筑基坑等工程中采用地层冻结法施工时，应根据该工程的特征，工程地质及水文地质条件，结合当地的施工经验，可参照应用本规程． 1.0.5采用冻结法凿井的立井井筒工程，除应符合本规程的规定外，尚应符合国家现行的有关标准、规范和规程。 2．术语、符号 2.1术语 2.1.1冻结法凿井 ground freezing for shaft sinking 在井筒开凿之前，用人工制冷的方法，将井筒周围含水松散不稳定的冲积层、基岩含水层进行地层冻结，形成封闭的符合工程安全要求的起到临时保护作用的冻结壁．然后在冻结壁的保护下进行井筒掘砌工作的一种方法。 2.1.2冲积层 alluvium 覆盖于基岩露头之上的第三系、第四系地层。 2.1.3冻结壁Ice-wall of vertical shaft 用人工制冷的方法在井筒围岩中所形成的具有一定厚度和强度的冻土墙。又称冻土帷幕。 2.1.4冻结壁交圈时间 Ice-wall closing time 从地层冻结开始至井筒周围所有的冻结器单独形成的冻土圆柱均相交连接成筒形的冻结壁所需的时间。 2.1.5积极冻结期active freezing 从地层开始冻结至井筒周围所有冻土圆柱相交、连接，且形成达到设计厚度、强度冻结壁所需的时间。 2.1.6维护冻结 maintainable freezing 为了在井筒掘砌工程完工前，维护冻结壁的厚度和强度仍要继续供给一部分冷量，直至井筒掘砌工程结束，维护冻结终止，冻结壁自然融化。 2.1.7人工冻土 artificial fiozen soil 用人工制冷的方法使含水松散不稳定地层降温，达到一定的负温度，具有一定强度的冻土。 2.1.8冷冻站freezing plant 在井筒附近集中设置制冷设备和设施的建筑场所，其中主要有氨制冷循环系统、盐水循环系统、冷却水循环系统及供电系统。 2.1.9水文观测孔water level observation hole 水文观测孔布置在井筒中部，根据管内的水位变化来判断冻结壁是否形成。当冻结壁整体形成后观测孔内的含水层的静止水位会慢慢上升并溢出管口，这表明冻结壁已形成。 2.1.10温度观测孔 temperature observation hole 布置在冻结壁厚度范围内，观察不同时期内冻结壁的纵向及水平温度的分布状况，获得冻结壁形成过程中的温度资料，用来计算冻土扩展速度、井帮温度，为掌握冻结壁发展状况提供资料。 2.1.11冻结孔freezing hole 按设计要求布置在井筒周围的垂直钻孔，孔径一般为￠160200mm，钻孔的偏斜率应小于3‰和5‰，相邻两孔的最大间距，在冲积层内小于3.0m，在基岩中小于5.0m。 2.1.12冻结器 freezing tub 安设在冻结孔内，它是实现冷媒剂盐水循环并与地层进行热交换的装置。冻结器由底锥，冻结管无缝钢管、供液管、回液管及头部测温管等组成，要求封闭性好，不渗漏。 2.1.13测斜deviational survey 检查冻结孔、温度观测孔、水文观测孔在不同深度上的偏斜率和偏斜方位。测斜应在钻进过程中进行并成孔下管后最终测斜。浅部采用经纬仪灯光观测，深部采用陀螺测斜仪测斜，用最终测斜成果绘制钻孔偏斜图。 2.1.14井简掘进段高shaft sinking section 井筒开挖过程中，开挖后没有支护的井帮高度，一般应控制在2～5m。 2.1.15冻土压力freezing soil pressure 井壁支护后，冻结壁作用于井壁上的径向压力的统称，是临时荷载，亦称冻结压力。 2.1.16井壁shaft lining 在井筒开挖围岩的表面构筑一定的厚度和强度的整体构筑物。井壁为圆形断面，材料一般采用现浇钢筋混凝土或混凝土，混凝土应具有早强高强的特性。井壁结构形式一般有单层、双层、双层混凝上塑料夹层复合井壁等。永久井壁漏水量应不得大于0.5m3／h，并不得有集中喷水和含砂的水孔。 2.1.17单层井壁 single-layer lining 井壁为一层混凝土或钢筋混凝土构筑物，随井筒分段掘进后现浇筑而其厚度和强度应能承受临时荷载及永久地压的作用。 2.1.18双层井壁 double-layer lining 由外层井壁和内层井壁组合而成。外层井壁由上而下随井筒短段掘砌直至冻结段底部，其厚度和强度应能承受冻土压力的作用；内层井壁从外层井壁施工结束后，由下而上连续一次浇筑至井口，其厚度和强度应能承受静水压或有负摩擦力的作用。内外层井壁材料，我国采用钢筋混凝土和混凝土。 2.1.19双层混凝土塑料夹层复合井壁 double-layer concrete complex lining with plastic-plate sandwich 在双层混凝土井壁的内外层井壁之间铺设一层或两层厚1.5㎜聚乙烯塑料板而成。设置塑料板后，制止了内层井壁的温度裂缝，井壁防水性能好。 2.2主 要 符 号 材料性能 Ec混凝土弹性模量； ES钢筋的弹性模量； fc混凝土轴心抗压强度设计值； fcm混凝上弯曲抗压强度设计值； ［f j］混凝土容许抗剪强度； f k井壁材料强度设计值； f t混凝土抗拉强度设计值； f y钢筋抗压强度设计值； uc混凝土泊松比； θ人工冻土温度； σo人工冻土瞬时单轴抗压强度值； ［σo］人工冻土瞬时单轴允许抗压强度值； σt人工冻土长时单轴抗压强度值； T有效冻结壁平均温度； 作用和作用效应 G壁基以上内、外壁重力计算值； G1、G2 Gi各层井壁重力计算值; Gb壁座及壁座以上井壁重力计算值; Gm每米壁基的重力计算值; Gn壁基以上内层井壁重力计算值； Gn壁基中内、外壁分开施工段内层井壁的重力计算值； M井壁截面弯矩计算值； MO井塔作用于基础井筒上的弯矩； Mmax松散层与基岩交界面处每米井壁最大纵向弯矩计算值或井塔影响深度范围最大弯矩计算值； Mx壁座圆环横截面弯矩; My井塔嵌固水平以下沿井筒深度弯矩； N井壁截面轴向力计算值； ****Nb作用在壁座上每米井壁重力计算值; Nd、Nd井壁吊挂力标准值和计算值; ****P、P作用在结构上的设计荷载标准值和计算值； P1、P2基础对井壁产生的各向最大侧压力计算值； ****Pd冻土压力标准值； Pmax基础对井壁产生的最大侧向压力计算值; ****Po、Po计算处均匀水土压力标准值和计算值； Pw计算处静水压力标准值； ****Pz、Pz单位面积上负摩擦力标准值和计算值; Pω不均匀压力分布标准值; Q基础上部结构的总重力包括基础自重力计算值; Q1直接支承在井筒上的井塔重力计算值； Q2计算处以上井筒装备重力计算值； Qo井塔作用于基础井筒上的水平力; R结构的承载力设计值； R 结构的承载力函数; S 内力组合计算值函数; Vmax松散层与基岩交界面处每米井壁最大剪力计算值; [σ]壁基下部围岩容许压应力; σ井壁圆环截面内外切向应力平均计算值; σn壁基外缘与围岩的粘结强度； σr井壁径向应力计算值; σs受拉边或受压较小边的钢筋应力; σt井壁圆环截面切向应力计算值; ****σv、σv井壁自重应力标准值和计算值； σx井塔嵌固水平以下沿井筒深度水平抗力计算值; σz井壁纵向应力计算值; 几何参数 A带形或环形基础宽度； Ao井壁横截面面积; As每米井壁截面配置钢筋面积; A s1、As2受压区、受拉区环向钢筋的截面面积； Az纵向钢筋截面面积； a、a′一受拉、受压钢筋的合力点至构件截面边缘的距离; B带形基础长度; b井壁截面计算宽度； bp基础计算宽度; D井筒外直径; Db内层井壁外直径; d井筒内直径; e轴向力作用点至受拉钢筋合力点之间的距离； en附加偏心距； ei初始偏心距； eo轴向力对截面重心的偏心距; Fw计算处以上井壁外表面面积; H一计算深度； Hb设于稳定基岩中的壁基高度； Hd井壁吊挂段高； hl井筒上部井塔大块基础高度； hb壁基整体现浇段高度； hc壁座高度; hg从结构基础底至计算深度距离； hz壁座或壁基下支撑圈高度; I井筒横截面惯性矩; L波长； L′ 基础中心至井壁外缘距离； Lo计算长度； r1、r2ri各层井壁重心至井筒中心半径； rb壁基外半径; rj壁基下井壁外半径; rn井筒内半径； ro井壁的中心半径; rs壁座截面形心至井筒中心半径； rw井壁外半径; t计算处井壁厚度； tb壁座宽度； to井壁截面有效厚度； x混凝土受压区高度； xo井塔基础嵌固水平处的横向位移； y 井塔基础对井筒的影响深度； β壁座承压面与水平面的夹角； δQQ计算井塔基础时， MO0，QO1时的位移； δQM计算井塔基础时，QO0，M O1时的位移； δMQ计算井塔基础时，MO0，QO1时的转角； δMM计算井塔基础时，QO0，MO1时的转角； ΨO井塔基础嵌固水平处的转角； ω不均匀压力计算点角度； E冻结壁厚度； h井筒掘进段高； ho基岩冻结长度； ua冻结壁内表面允许位移值； Do主冻结孔布置圈直径； Df辅助冻结孔布置圈直径； L1主冻结孔开孔间距； H′控制层设计层底板计算深度； H1冲积层厚度； Q1冲积层中钻孔允许偏斜率； Q2基岩中钻孔允许偏斜率； V冻结壁平均扩展速度； 计算系数及其它 A1、B1、C1、D1 A3、B3，C3、D3井塔基础计算系数； Kn土层侧压力系数 m地基系数 vk结构安全系数； *{{∮、∮构件稳定系数 Φ土层内摩擦角； λ壳体常数 Ψ强度理论系数 Ω不均匀压力系数 a基础变形系数； ao受压区混凝土截面面积与全截面面积的比值； at受拉纵向钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的 γ井壁材料的重度； ζ1偏心受压构件的截面曲率修正系数； ζ2考虑构件长细比对截面曲率的影响系数； η偏心距增大系数； μ井壁载面配筋率 μmin井壁截面最小配筋率 k冻结管吸热系数； M维护冻结冷量供给系数； A′由标准制冷量折合工作制冷量换算系数 Q′冷冻站制冷能力 QT冻结器总吸热量 qcw单级压缩时压缩机工作制冷量 qst压缩机标准制冷量； QCD双级压缩时压缩机工作制冷量； GL低压机氨循环量； Fe蒸发器总冷却面积； Fc冷凝器总冷却面积 G′固体氯化钙用量 W盐水总流量 HC盐水泵扬程； W0冷冻站总用水量； W1冷凝器用水量； W3水源井供水量； tf积极冻结时间。 3．勘察要求 3.1井筒检查钻孔 3.1.1 编制立井井筒冻结法凿井施工组织设计时,必须有该井筒的“井筒检查孔地质报告”。井筒检查钻孔执行矿山井巷工程施工及验收规范GBJ21390中的有关规定． 3.1.2 井筒检查钻孔地质报告提供的资料应能满足地层冻结、井壁设计，具有下列资料 1. 井筒检查钻孔位置，检查钻孔主要施工工艺及主要施工过程； 2.井筒全深的地质柱状图，包括岩性、层厚、倾角、岩芯采取率、累计深度、 岩层主要特征的描述； 3.井筒地质构造及地温; 4.冲积层主要土层的常规土工试验指标，其土样的层位、深度应与冻土物力学性能试验一致 5.冲积层、基岩中各含水层的特征，应包括含水层埋深、层厚、静止水位、渗透系数、流向、流速、水质、水温。冲积层与基岩的水力联系，基岩掘进时井筒预计涌水量； 6.在井筒检查钻孔地质资料和邻近冻结井筒施工实践的基础上，针对本井筒采用冻结法凿井方案提出综合评价。 3.2地下水流速 3.2.1地层中的含水层自然和人为抽水后形成的地下水流速，当超过定限度（5m／d）时，将影响地层正常冻结。 3.2.2对井筒附近的水源井应进行调查，收集水源井的用途、数量、方位、距离、深度，抽水层位及深度，抽水时间，日抽水量以及抽水影响半径等资料。 3.2.3井筒附近600m范围内有大抽水量600m3／h的水源井，或有地下古河道,必须实测该含水层的流向、流速并提供实测报告。 3.3人工冻土 3.3.1冲积层厚度大于150m时，在井筒检查孔地质报告中应有人工冻土物理力学性能试验报告。 3.3.2人工冻土试验，当冲积层厚度小于300m时，至少有3个水平；当冲积层厚度300m至450m时，至少有4个水平的冻土（粘性和砂性土）物理力学性能试验资料，其中应包括冻结壁设计控制层的试验资料。 3.3.3人工冻土物理力学性能试验项目执行表3.3.4中的规定，试验方法执行MT/T593有关规定。 人工冻土试验项目 表3.3.4 冲积层厚度 试验项目 150～250m 250～400m 400～500m 单轴抗压强度 -5～-12℃ 选3种不同温度 -5～-12℃ 选4种不同温度 -5～-12℃ 选5种不同温度 三轴剪切强度 -5～-12℃ 选2种不同温度 -5～-12℃ 选4种不同温度 -5～-12℃ 选4种不同温度 单轴蠕变 -5～-12℃ 选2种不同温度 -5～-12℃ 选4种不同温度 -5～-12℃ 选4～5种不同温度 三轴剪切蠕变 -5～-12℃ 选4种不同温度 -5～-12℃ 选4～5种不同温度 导热系数测定 测定 测定 测定 热容量测定 测定 测定 测定 冻结温度 测定 测定 3.4其它资料 3.4.1编制冻结法凿井施工组织设计应有下列矿井设计有关资料 1.矿井设计概况； 2.井筒特征； 3.矿井工业场地的地形地貌图； 4.矿井工业场地的永久、临时设施布置； 5.井壁结构设计图； 6.地区气象资料。 4．井壁设计 4.1 设计准则 4.1.1 冻结法凿井的立井井壁位于地下水中,应按不渗漏水的承载结构设计。本规程采用以弹性状态安全系数法为基础的计算原则。 4.1.2 壁座按容许应力法计算。 4.1.3 按本规程设计，混凝土和钢筋强度设计值及有关设计参数执行国家标准混凝土结构设计规范GBJ1089规定。 4.2材 料 4.2.1 井壁承载常用的材料应符合下列规定 1.混凝土 混凝土强度设计值及有关参数应执行国家标准混凝土结构设计规范GBJ1089中第2.1.1条～第2.1.8条规定。混凝土强度设计值详见表4.2.1.1,混凝土受压或受拉时的弹性模量Ec详见表4.2.1.2;对于素混凝土结构,强度设计值应执行该规范附录二中的有关规定。 混凝土强度设计值（N/mm2） 表4.2.1.1 强度种类 符号 混 凝 土 强 度 等 级 C7.5 C10 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 轴心 抗压 fc 3.7 5 7.5 10 12.5 15 17.5 19.5 21.5 23.5 25 26.5 弯曲 抗压 fcm 4.1 5.5 8.5 11 13.5 16.5 19 21.5 23.5 26 27.5 29 抗拉 ft 0.55 0.65 0.9 1.1 1.3 1.5 1.65 1.8 1.9 2 2.1 2.2 混凝土弹性模量EC（N/mm2） 表4.2.1.2 混凝土强度等级 弹性模量 C7.5 1.45104 C10 1.75104 C15 2.20104 C20 2.55104 C25 2.80104 C30 3.00104 C35 3.15104 C40 3.25104 C45 3.35104 C50 3.45104 C55 3.55104 C60 3.60104 2.钢 筋 钢筋混凝土井壁采用的钢筋规格、钢筋强度设计值及有关参数应执行国家标准混凝土结构设计规范GBJ1089中第2.2.4条规定。钢筋强度设计值详见表4.2.1.3，钢筋的弹性模量ES 详见表4.2.1.4。 钢筋强度设计值（N/mm2） 表4.2.1.3 种 类 fy或fpy -fy或f’py 热 轧 钢 筋 I级（A3、AY3） 210 210 II级（20MnSi、20MnNb（b）） d 28～40 310 290 310 290 III级（25MnSi） 340 340 IV级（40Si2MnV、45SiMnV、 45Si2MnTi） 500 400 冷 拉 钢 筋 I级（d≤12） 250 210 II级d≤25 d 28～40 380 360 310 290 III级 420 340 IV级 580 400 热处理钢筋 40Si2Mn（d6） 48Si2Mn（d8.2） 45Si2Cr（d10） 1000 400 钢筋弹性模量（N/mm2） 表4.2.1.4 种 类 ES I级钢筋、冷拉I级钢筋 2.1105 II级钢筋、III级钢筋、IV级钢筋、 热处理钢筋、碳素钢丝、冷拔低碳钢丝 2.0105 冷拉II级钢筋、冷拉III级钢筋、冷拉IV级钢筋、刻痕钢丝、钢绞线 1.8105 3.钢板 钢板复合井壁所用钢板的规格、材质、强度设计值及有关参数，应执行国家标准钢结构设计规范GBJ1788 第2.0.1条～第2.0.3条及第3.2.1条～第3.2.3条规定，钢结构的连接材料应符合该规范第2.0.5条要求。3号钢材分组尺寸详见表5.2.1.5，钢材的强度设计值详见表4.2.1.6。 3号钢钢材分组尺寸（mm） 表4.2.1.5 组 别 圆钢、方钢和扁钢的直径或厚度 角钢、工字钢和槽钢的厚度 钢板的厚度 第1组 ≤40 ≤15 ≤20 第2组 ＞40～100 ＞15～20 ＞20～40 第3组 ＞20 ＞40～50 钢材的强度设计值（N/mm2） 表4.2.1.6 钢 材 抗拉、抗压和抗弯 f 抗剪 fv 端面承压 （刨平顶紧） fce 钢号 级别 厚度或直径 （mm） 3号钢 第1组 215 125 320 第2组 200 115 320 第3组 190 110 320 16Mn钢、 16Mnq钢 ≤16 315 185 445 17～25 300 175 425 26～36 290 170 410 15MnV钢 15MnVq钢 ≤16 350 205 450 17～25 335 195 435 26～36 320 185 415 4.混凝土预制块 采用混凝土预制砌块砌筑井壁，预制块宜制成楔形，每块质量不大于35kg，强度等级不低于C40。 5.装配式铸件 采用球墨铸铁应执行球墨铸铁件GBl348－88标准。 采用可锻铸铁应执行可锻铸铁GB9440－88标准。 采用铸钢应执行铸钢GBll352－89或]B／ZQ4297－86标准。 4.2.2井壁常用的其它材料应符合下列规定 1.聚乙烯塑料薄板 双层混凝土塑料夹层复合井壁中使用的聚乙烯塑料薄板应具有质软、耐水、耐磨、耐寒及化学稳定性好等特点。物理机械性能指标应满足附录A表A要求。 2.沥青及沥青制品 砌块沥青钢板混凝土复合井壁壁间浇灌的热沥青混合物，宜选用标号为200号国产道路石油沥青掺加石灰石粉等，拉沥青混合物15℃时重度为1.151.3t／m3配制。若采用100号甲国产道路石油沥青，应进行试验确定参数，一般不允许采用100号甲以下。国产道路石油沥青的质量指标见附录B表B． 石灰石粉应满足以下规定 细度0.09 mm，筛过4900目 量小占80％， 密度γ2.7t/m3 水分, 0.2％以下 3.聚苯乙烯泡沫塑料板 冻土与井壁间所用的聚苯乙烯泡沫塑料板物理机械性能指标应符合附录c表c中的规定。 4. 可压缩木屑板 可压缩木屑板的厚度应根据所需的压缩量确定，一般为6～20 mm。扳材性能应满足压应力值为35N／mm2时，压缩率为30～40％。 4.3井壁结构形式及适用条件 4.3.1 冻结法施工的立井井筒目前我国常用的支护结构形式有单层井壁、双层井壁和不同材料组成的复合井壁。单层井壁有素混凝土和钢筋混凝土结构；双层井壁除有素混凝土、钢筋混凝土结构外，还有用于基岩冻结段的喷射混凝土或钢筋网喷射混凝土作为临时支护，内套混凝土的双层结构；复合井壁有双层混凝土塑料夹层复合井壁和砌块沥青钢板混凝土复合井壁等。 4.3.2 单层素混凝土一般适用于井筒净直径小于4.5m、冲积层厚度不大于50m且以砂质为主的地层；单层钢筋混凝上井壁适用于冲积层厚度100m左右，以砂质为主的地层。 混凝土砌块不得单独用作永久支护，但可在复合井壁中用作外壁或临时支护。 4.3.3 冲积层厚度小于250m，地层以砂质土层为主且冻土压力显现不大，可采用双层素混凝土井壁；对于冲积层厚度小于250m，但有较厚易膨胀粘土地层，宜采用双层钢筋混凝土井壁或双层混凝土塑料夹层复合井壁。 4.3.4双层混凝土塑料夹层复合井壁可用于冲积层厚度小于400m的地层。 4.3.6 选用其它复合井壁，应考虑下列适用条件 1.砌块沥青钢板混凝土复合井壁主要用于需回采井筒煤柱的井筒，但也可用于防止地层下沉对井壁造成破坏的冲积地层。 2. 装配式铸件井壁承载力大，可在深厚冲积地层的下部作为承载结构。 4.4设计荷载 4.4.1 作用于井壁上的荷载可分为基本荷载、辅助荷载和特殊荷载三类。 基本荷载设计必须考虑的荷载均匀水土压力、均匀冻土压力，地面荷载、井塔及井壁自重力等; 辅助荷载必须时设计需考虑的荷载不均匀水土压力、不均匀冻土压力、温度应力、负摩擦力、临时吊挂力及注浆压力; 特殊荷载特定情况设计需考虑的荷载地震作用、冲击地压及其它荷载等。 4.4.2 基本荷载标准值的确定应符合下列规定 1.均匀水土压力 ***** po 1.013H （4.4.2-1） 式中 po计算处均匀水土压力标准值，Mpa;只考虑水压,则该处的静 水压力标准值为**** pw 0.01H MPa； H 计算深度,m。 2.冻土压力 冻土压力 可按表4.4.2选用。 不同深度冻土压力参考值 表4.4.2 表土深度（m） 100 150 200 250 300 300～400 冻土压力（MPa） 1.2 1.5 2.0 2.3 2.7 2.8～3.5 有条件时，可结合地层的实际赋存条件、冻结状况和施工工艺或本地区实测成果，对表4.4.2数值进行调整。 3.井壁自重力 ****σV  γH （4.4.2-2） 式中 ****σV  井壁自重应力标准值，MN／m2; γ 井壁材料的重度，MN／m3；素混凝土, γ0.02 MN/m3; 钢筋混凝土, γ 0.025MN/m3。 4.4.3 辅助荷载标准值的确定应符合下列规定 1.不均匀压力 不均匀压力分布如图4.4.3所示。 ****PωP＋ΩsinωP ** Pω计算处不均匀压力分布标准值，Mpa; ** P计算处设计荷载标准值，MPa； Ω不均匀压力系数，Ω0.1～0.2； ω计算点的角度，取oo或90o。 插图 2.负摩擦力 出现负摩擦力的井简，作用在井壁外表面上的负摩擦力值**Pz可暂按40～90kN／m2控制，也可通过工程类比或试验论证后确定。 3.外层井壁吊挂力 按吊挂井壁高度1 520m的自重力进行承载力及配筋计算。 4.注浆压力 井壁壁间注浆终压，应结合井壁施工状况估算井壁的最大承载力而定,般不得大于注浆处1.4倍的静水压力。 4.4.4 特殊荷载标准值的确定应符合下列规定 地震作用只考虑井口以下30m段井筒的浅部。地震作用按下列原则计算 地震烈度为7～8度，作用在井壁上的水土侧向压力可按公式4.4.2-1计算后，再乘以1.2的附加系数作为地震作用的标准值；9度地震区附加系数取1.35。 4.5井壁结构设计计算规定 4.5.1 单层井壁必须按均匀水土压力、冻土压力及不均匀水土压力分别进行内力及承载力计算。同时，应计算稳定性、井壁吊挂力的作用，并用三向应力验算。 4.5.2 双层井壁或双层混凝土塑料夹层复合井壁的内、外层井壁应分别按静水压力和冻土压力作用计算。外层井壁应验算稳定性，并按吊挂力作结构强度计算。井壁整体应按均匀水压力、不均匀水压力及三向压力作用分别进行承载力验算。 4.5.3 砌块沥青钢板混凝土复合井壁的钢板混凝土复合结构应按沥青混合物的重力对井壁进行均匀压力和不均匀压力作用下的内力及承载力计算；外层井壁应按冻土压力计算。内、外层井壁应分别验算稳定性。 4.5.4 装配式铸件复合井壁应按铸件组装筒与混凝土共同承受均匀和不均匀水土压力计算,并用冻土压力校核。铸件组装筒应按单独承受静水压力计算，并验算稳定性。 设计有混凝土外层井壁，外壁计算应执行第4.5.2条关于外层井壁计算的条文规定。 4.5.5单层井壁、双层井壁和双层混凝土塑料夹层复古井壁，在冲积层与基岩交界面处，应进行纵向弯矩和剪力的受力计算；井口30m段井壁应按地震烈度进行校核；出现过负摩擦力的矿区，井壁设计应考虑负摩擦力的作用。 4.5.6 完整基岩冻结段长度小于30m，基岩段井壁应与冲积层的井壁作为一体设计，按冲积层下部最大压力值计算；完整基岩段含水层较深厚，冻结深度加长，井壁厚度可按基岩支护经验值确定，但外层临时支护必须满足能承受不小于0.6MPa冻土压力的要求。 4.5.7 井塔架影响段井壁的计算，执行“4.7井塔（架）影响段井壁及壁座计算”中有关规定。 4.6 井壁内力及承载力计算 4.6.1 本规定所述的标准荷载、标准内力，是指未考虑结构安全系数的荷载或内力值。标准荷载乘以安全系数见表4.6.3即为计算荷载或称力的计算值，由计算荷载求得的内力值或由标准内力乘以安全系数求得的内力值称为内力计算值。强度验算时，计算荷载应小于或等于结构的最大承载能力，内力计算值应小于或等于结构材料的强度设计值。 4.6.2 井壁结构的承载力设计应采用下列设计表达式 **S（υkP）≤R （4.6.2-1） RR（fc,fy） （4.6.2-2） 式中S（）内力组合计算函数； υk结构的安全系数，见表4.6.3； R结构的承载力 R（）结构的承载力函数； fc、fy混凝土、钢筋的强度设计值。 4.6.3井壁不同受力状态的安全系数υk应按表4.6.3采用。 混凝土结构安全系数值 表4.6.3 受力特征 混凝土结构安全系数值υk 均匀水土压力 1.4 静水压力 1.4 稳定性 1.4 不均匀压力 1.1 冻土压力 1.05～1.1