豎井沉井法掘進是指在預先製做好的沉井的刃腳和一段井壁的共同掩護下，邊挖土，邊下沉、邊接長井壁，直至穿過不穩定的含水層，達到基岩的施工方法。影響沉井順利下沉的因素有土層中的大塊石、施加於沉井壁上的荷載和沉井下沉阻力等。沉井下沉過程中要嚴格防偏，出現偏斜要及時糾正，要防止刃腳處涌砂冒泥，要保證沉井壁的強度和質量。
基本介紹
- 中文名：豎井沉井法掘進
- 外文名：Shaft sinking method
- 學科：開採工程
- 領域：能源
- 範圍：地下開採
- 作用：保證沉井壁的強度和質量
簡介,沉井結構,沉井法分類,
簡介
豎井沉井法掘進是指在預先製做好的沉井的刃腳和一段井壁的共同掩護下，邊挖土，邊下沉、邊接長井壁，直至穿過不穩定的含水層，達到基岩的施工方法。影響沉井順利下沉的因素有土層中的大塊石、施加於沉井壁上的荷載和沉井下沉阻力等。沉井下沉過程中要嚴格防偏，出現偏斜要及時糾正，要防止刃腳處涌砂冒泥，要保證沉井壁的強度和質量。
沉井結構
沉井由井壁和刃腳構成，多用鋼筋混凝土結構。刃腳位於沉井的下端，有利於切入土層，使井壁順利下沉。刃腳採用鈍尖形鋼靴式鋼筋混凝土結構。鋼板製成的鋼靴套在刃腳上，以增大切入土層的能力。刃腳還起導向(防止井筒偏斜)和防止井外向井內涌砂冒泥的作用。刃腳高度約為3m。其外徑略大於沉井井壁。與井壁形成台階，以便在壁後儲存泥漿或壓氣，從而減少側壁阻力。為防止泥漿從刃腳下流失，在刃腳台階的外圍固定一圈帶式圍裙。
製作沉井之前。先砌築或下沉一段直徑大於沉井外徑的套井。以防止沉井下沉過程中周圍土層塌陷，套井在沉並下沉時還起導向作用，並作為糾偏的支點。套井與沉井之間的環形空間用來儲存泥漿或作為壁後壓氣的出氣口。套井的基底應事先找平，一般是鋪墊砂石，分層夯實，然後將鋼靴吊入套井內，立模澆築刃腳和沉井壁。施工時要注意刃腳的垂直度、圓度、外壁的光滑度和沉井井壁的整體性。
沉井壁是井筒的永久井壁，同時也是施工期的結構物，起到承受各種施工荷載的作用。沉並井壁設計，通常按地壓確定壁厚，按下沉力大於總阻力的條件驗算壁厚，按施工荷載計算井壁配筋。
沉井法分類
根據要求的下沉深度和減少下沉阻力的方法，沉井法分為普通沉井法、震動沉井法和壁後泥漿淹水沉井法等三種：
(1)普通沉並法
人工挖土門沉井靠自重下沉，井底工作面挖超前降水井。採用這種方法下沉深度小，容易涌砂冒泥和出現井筒偏斜。因此不適用於湧水大的流砂層。
(2)震動沉井法
在沉井壁上部安裝帶有震動機的井帽，帶動並筒震動促使井壁周圍土壤液化，加大下沉的速度和深度。由於動力載入，遇有卵礫石地層時井壁容易斷裂。加大沉井荷載的方法，還有附加荷重法和千斤頂頂進法，在不穩定的淺表土層中這兩種方法曾得到較廣泛套用。
(3)壁後泥漿淹水沉井法
在沉井內充滿水以平衡井內外的水壓差，用來防止沉井過程中涌砂冒泥。在沉並壁後空間內充填觸變泥漿，起到維護土層的穩定和減少下沉摩擦阻力。淹水沉井的破土方法有：水槍破土、鑽機破土和抓鬥破土。用壓氣和提升抓鬥排除土碴。水槍破土是借高壓水射流破壞土層。鑽機破土是藉助鑽具的重量插人上層將其切割成碎塊，泥碴經鑽桿排至地表，此法可連續鑽進破土，效率高。抓鬥即是破土機具也是排碴機具。使破土與排碴結合，效率高，適用於穿過軟土層、卵石層和砂層的淺沉井中。
