GB/T 39963-2021 立井冻结法凿井井壁应用C80~C100混凝土技术规程.pdf

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  • 表2HRB600普通钢筋强度标准值、设计值

    表3混凝士强度标准值、设计值

    5.2.9冻结法凿并并壁应用C80~C100高性能混凝土的弹性模量E。可按表4采用屋面标准规范范本,也可按试验取得 但不应小于表4取值:泊松比V。可按0.20采用

    5.3.1外层井壁的径向荷载标准值应按所承受的冻结压力标准值Pd.计算。Pd.宜按冻土(岩)试验 实测等资料选取,也可根据冲积层深度H,按表5选取,

    5.3.2内层井壁的径向荷载标准值应按公式(1)计算:

    0.01一一水的重力密度,单位为兆牛每立方米(MN/m"); R 荷载折减系数,一般取0.95~1.00,k,取值与内、外层井壁之间结构和内、外层井壁间注浆 效果有关,

    0.013—似重力密度,单位为兆牛每立方米(MN/m)。 6)冲积层段内、外层井壁整体承受径向不均勾荷载标准值应按公式(3)、公式(4)计算:

    PA.k =Pk PB.k = PA.k (1 + β,)

    B.—冲积层不均匀系数,B.=0.2~0.3

    5.3.4井壁承受竖向荷载标准值应按公式(5)、公式(6)计算,如采用特殊井壁结构,使特殊井壁结构段 能承受竖向附加力,则正常井壁段设计可不考虑竖向附加力。 Qk=Qalk+ Qak+Qik+ Q2. ·(5

    Qz.k=Qzl.k +Qr.k+Q1.k +Q2.

    Qt.k =Pr.k X Fw

    b)纵向钢筋配置计算应符合下列规定

    纵可钢助 1)交界面上下井壁纵向钢筋的截面面积计算,应视为单位宽度井壁(每米)能承受按公式(36) 计算处的弯矩M,其受弯承载力应按公式(38)确定

    系数,为矩形应力图的应力取值与混凝土轴心抗压强度设计值的比值。当混凝土 强度等级为C80时,a,取为0.94:当混凝土强度等级为C100时,α,取为0.90期 间按线性内插法确定。 b。一一井壁截面计算宽度,单位为米(m),取1.0m。 2) 混凝土受压区高度应符合下列规定: 受压区高度应按公式(39)确定:

    式中: ——有届服点钢筋的相对界限受压区高度,应按表6取值。 斜截面抗剪强度可按公式(42)计算:

    混凝土强度影响系数,应按表7取值

    Vmx≤0.253.f.b.t

    表7混凝土强度影响系数β的取值

    钢筋配置长度在界面上、下应各不小于一个波长,波长可按公式(43)计算:

    5.4.6井壁竖向承载力应按下列规定计算。

    5.4.6并壁竖向承载力应按下列规定计算。

    YVQ.k

    Y。———结构重要性系数,按GB50384的规定取值; 一结构安全系数,按GB50384的规定取值。 b)外层井壁在吊挂力作用下的承载力应按公式(45)~公式(47)计算:

    Y。Na≤fyA ................(45)

    式中: Y。—结构重要性系数,按GB50384的规定取值; hd—井壁吊挂段高,单位为米(m),取ha=15m~20m Vk一一结构安全系数,按GB50384的规定取值。 7按吊挂力计算外层竖向钢筋按公式(45)~公式(47)计算。 井壁环向稳定性计算应符合GB50384的规定。 三向应力作用下井壁承载力计算应符合GB50384的规定。

    6冻结方案设计与实施要求

    6.1.1井筒检查孔布置、施工和井筒检查孔地质报告的内容应符合GB50511的规定,并应提交冻土物 理力学试验专项报告。 6.1.2根据地层埋藏条件,冻结深度设计应符合GB50511规定。 6.1.3冻结方案设计应当充分体现其安全性、科学性、先进性、经济性。 6.1.4应根据冻结壁厚度、冲积层厚度和冻结深度等合理选取单孔圈、双孔圈或多孔圈冻结孔布置方 式;根据井壁变截面理深、地质条件和水文地质条件等确定各孔圈冻结孔深度;根据控制层位并帮温度 及井帮温度的分布要求等确定冻结孔圈的位置 6.1.5冻结壁设计应满足强度条件和变形条件的要求,明确砂性土层和黏性土层的冻结设计控制层 应,既要提出砂性土层、黏性土层控制层位的冻结壁厚度,也要提出黏性土层控制层位的安全掘砌段高 防止冻结管断裂,确保施工安全。 5.1.6宜根据尽早实现冻结壁交圈、浅部少片帮、深部少挖冻土、易于实现冻结调控的基本原则,合理 确定冻结孔布置方式。结合计划掘砌速度,通过冻结壁形成预测分析方法,优化选取冻结设计参数,分 析控制层位冻结壁厚度、平均温度和井帮温度合理性、安全性。 6.1.7冻结管、供液管的材质与连接应符合GB50511的规定

    职层(大于200m)冻结壁及其关键参数设计应遵守限

    深厚冲积层冻结孔布置圈数、主冻结孔位置、不同冻结孔圈深度的确定应遵守附录A的规定。

    6.4冻结过程检测、分析与调控

    6.4.1水位观察孔、温度观测孔设计与施工应符合GB50511相关规定。 6.4.2应综合分析水位观察孔水位变化规律和冻结壁温度场发展变化规律,确定不同层位冻结壁交圈 时间、不同孔圈冻结壁交汇时间,井筒开挖应符合GB50511相关规定。 6.4.3掘进过程中应实测每一段高不同方向井帮温度,测点不应少于8个;应根据井筒穿过地层特点 开展多水平黏性土层冻结壁位移实测,掌握冻结壁位移规律,冻结壁径向位移不应大于50mm。 6.4.4应进行不同强度等级外层井壁、内层井壁浇筑后温度实测,掌握外层井壁、内层井壁温度变化对 冻结壁温度影响,分析对冻结壁融化、回冻变化对冻结壁整体强度的影响,同时确定套内壁后实施壁间 注浆的时机。

    性,掌握冻结壁交圈时间、相邻孔圈冻土交汇时间、冻结壁外层扩展范围、冻土扩至井帮时间、冻结壁有 效厚度,验算安全掘砌段高;预报冻结壁形成特性参数,为调控冻结盐水温度和冻结器流量提供依据,为 高性能混凝土井壁提供良好的养护环境

    7.1.1水泥应符合下列规定

    )宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥应符合GB175和表8的规定 b)水泥28d胶砂抗压强度不应低于50MPa。 不应采用结块的水泥和出厂超过3个月的水泥

    a)宜采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,水泥应符合GB175和表8的规定。

    7.1.2细骨料应符合下列规定

    a)细骨料应符合JGJ52和JGJ/T241的规定。 b 宜采用细度模数2.6~3.0的Ⅱ区中砂。 c) 砂的含泥量不应大于1.0%,泥块含量不应大于0.5%。 d) 采用人工砂时,石粉亚甲蓝(MB)值应小于1.4,石粉含量应小于2%,压碎指标值应小于20%。 e) 不应采用海砂。 )不应混人风化砂

    7.1.3粗骨料应符合下列规定

    a) 粗骨料应符合JGJ52的规定。 b) 岩石的抗压强度应比混凝土强度等级标准值高30%以上。 c) 租骨料应采用连续级配,最大公称粒径不宜大于20mm。 d) 粗骨料的含泥量不应大于0.5%,泥块含量不应大于0.2% e) 粗骨料的针片状颗粒含量不应大于5%。 ()不得混风化颗粒

    7.1.4化学外加剂应符合下列规定

    a)化学外加剂应符合GB8076和GB50119的规定。 b) 应采用高性能减水剂,减水率不宜低于30%。 C 化学外加剂应与水泥和矿物外加剂有良好的适应性,并应经试验验证。 d)不应采用受潮结块的粉状外加剂,液态外加剂应储存在密闭容器内,并应防晒和防冻, 淀等异常现象时,应经检验合格后再使用。 7.1.5矿物外加剂应符合下列规定。

    7.1.5矿物外加剂应符合下列规定。

    a)矿物外加剂应符合GB/T18736的规定。 b)不应采用磷渣粉、钢渣粉。 c)复合矿物外加剂应符合相应企业标准

    7.1.6水应符合下列规定

    )拌合用水和养护用水应符合JGJ63的规定 不应采用混凝土搅拌机与运输设备洗刷水。 )不应采用未经淡化处理的海水

    7.2.1配合比设计应符合JGJ55的规定,并应满足设计和施工要求。 7.2.2配制强度应按公式(48)确定:

    7.2.1配合比设计应符合JGJ55的规定,并应满足设计和施工要求。

    f eu.o ≥ 1.15f eu.k

    表9水胶比、胶凝材料用量和砂率

    b)化学外加剂和矿物外加剂的品种、掺量,应通过试配确定;矿物外加剂掺量宜为25%40% 硅灰掺量不宜大于10%。 7.2.4配合比试配应采用工程实际使用的原材料,进行混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能试验, 试验结果应满足设计和施工要求。 7.2.5配合比试配和调整时,宜控制混凝土绝热温升不大于50℃。 7.2.6设计配合比应在生产和施工前进行适应性调整,应以调整后的配合比作为施工配合比。 7.2.7生产过程中,应测定粗、细骨料的含水率,并应根据其变化情况及时调整称量。 7.2.8内层井壁混凝土应根据施工工艺,试验确定混凝土的凝结时间,满足混凝土能快速连续一次性 浇筑的要求,内层井壁混凝土浇筑速度不宜高于12m/d。内层井壁混凝土圆环抗裂试验、28d混凝土 的电通量指标应符合5.2.2的要求, 7.2.9外层井壁混凝土标准养护条件下,1d强度应符合5.2.3的要求。并应根据井帮温度,试验确定 混凝土的凝结时间和早期强度,满足混凝土能正常水化凝结、不被压坏的要求

    8.1.1原材料应按要求采购,并有固定的堆放地点。采购人员和施工人员之间对各种原材料应有交接 记录。 8.1.2原材料存放地点,应有明确的标志,标明材料名称、品种、生产厂家和来料日期。袋装材料堆放 16

    8.1.1原材料应按要求采购,并有固定的堆放地点。采购人员和施工人员之间对客种原材料应有交接 记录。 8.1.2原材料存放地点,应有明确的标志,标明材料名称、品种、生产厂家和来料日期。袋装材料堆放

    时应有堆放分界标志。 8.1.3应准确测定因天气变化造成砂、石集料水分变化后的含水量

    8.2.1施工应组织严密、人员职责明确、设备性能可靠,各种保障和应急措施周全。 8.2.2施工现场的供水、供电应满足混凝土连续施工的需要。 8.2.3并壁施工用钢筋已按设计要求加工,并应能满足连续施工的需要, 8.2.4混凝土的供应能力应满足连续施工的需要。 8.2.5混凝土施工用设备性能和数量应满足混凝土连续浇筑的需要, 8.2.6应对施工人员进行专业培训,逐级进行技术交底,并建立岗位责任制和交接班制度, 8.2.7应校核生产用衡器的零点和计量偏差,其计量偏差应符合表10的规定

    表10原材料计量允许偏差

    8.3混凝土生产及浇筑

    8.3.1混凝土搅拌应采用强制式搅拌机拌制。 8.3.2混凝土由井上向井下工作面输送应采用底卸式吊桶下料。 8.3.3混凝土内壁可采用组合钢模板或滑升模板法施工。 8.3.4混凝土生产前,应对骨料和矿物掺合料的含水量进行检测。每班所用的砂、碎石的含水量要检 测2次。雨后施工时的材料含水量检测频率应加倍,将设计配合比换算成现场施工实际配合比,作为混 凝土配合比施工的依据。 8.3.5进人搅拌机的水泥温度不宜高于60℃。 8.3.6浇筑混凝土前,应清除模板内或垫层上的杂物。 8.3.7混凝土的入模温度不宜高于30℃。冬期施工时,应制定冬期施工措施,混凝土的入模温度不应 低于15℃。 8.3.8控制搅拌时间不宜低于4min,以保证搅拌均匀;不应超过10min,防止混凝土长时间搅拌引起 离析。 8.3.9混凝土工作性应满足施工工艺要求,落度和落扩展度应满足要求。混凝土浇筑过程中,应 对混凝土拌和物的落度进行测定。测定值不得超过理论配合比落度的控制范围。 8.3.10混凝土振捣应能使模板内各个部位混凝土密实、均匀,不应漏振、欠振、过振, 8.3.11混凝土振捣应采用插入式振动棒,必要时可采用人工辅助振捣。振动棒振捣混凝土应符合下 列规定。 混凝土振捣应分层、对称、连续进行,每层厚度不超过300mm;振动棒的前端应插入前一层混 凝土中,插人深度不应小于50mm,井下振捣器不得少于4台。实行分区振捣落实责任到人。 b 振动棒应垂直于混凝土表面并快插慢拔均匀振捣;当混凝土表面无明显塌陷、有水泥浆出现 不再冒气泡时,可结束该部位振捣。 振动棒与模板的距离不得大于振动棒作用半径的0.5倍:振捣插点间距不得大于振动棒的作

    8.4.2冻结段采用滑升模板浇筑的内层井壁,脱模2h后,应酒水保湿养护,养护用水应与拌制用水温 度相同,每隔30min喷水养护一次,保湿期不宜少于7d

    3.4.1内层井壁 8.4.2冻结段采用滑升模板浇筑的内层井壁,脱模2h后,应洒水保湿养护,养护用水应与拌制用水温 度相同,每隔30min喷水养护一次,保湿期不宜少于7d

    8.5.1C80~C100高性能混凝土拌合物的落度、落扩展度和凝结时间的试验方法应符合GB/T50080 的规定。 8.5.2制作C80~C100高性能混凝土试块宜采用标准振动台振动。 8.5.3试块应抹平和编号,并用塑料膜封闭表面。 8.5.4试块制作好后放置在标准条件下静置1d~2d后拆模,并继续在标准养护条件下养护至规定 龄期。 8.5.5试块制作数量应根据进行早期、后期的强度试验要求确定。 8.5.6试块抗压强度试验宜采用3000kN以上试验机。试块在试验机承台上要仔细对中,试块受压面 与上下承台平稳接触,上下承台球形支座要灵活,避免试块不均匀受压破坏。 8.5.7混凝土力学性能试验方法应符合GB/T50081的规定,混凝土耐久性能试验方法应符合 GB/T50082的规定。 8.5.8混凝土圆环抗裂试验按照附录B中规定的试验方法进行试验

    8.5.1C80~C100高性能混凝土拌合物的落度、落扩展度和凝结时间的试验方法应符合GB/T50080 的规定。 8.5.2制作C80~C100高性能混凝土试块宜采用标准振动台振动。 8.5.3试块应抹平和编号,并用塑料膜封闭表面。 8.5.4试块制作好后放置在标准条件下静置1d~2d后拆模,并继续在标准养护条件下养护至规定 龄期。 8.5.5试块制作数量应根据进行早期、后期的强度试验要求确定。 8.5.6试块抗压强度试验宜采用3000kN以上试验机。试块在试验机承台上要仔细对中,试块受压面 与上下承台平稳接触,上下承台球形支座要灵活,避免试块不均匀受压破坏。 8.5.7混凝土力学性能试验方法应符合GB/T50081的规定,混凝土耐久性能试验方法应符合 GB/T50082的规定。 8.5.8混凝土圆环抗裂试验按照附录B中规定的试验方法进行试验

    9.1冻结并简并壁应用C80~C100高性能混凝土工程质量验收应符合GB50213的规定,其中混凝土 强度检验评定应符合GB/T50107的规定 9.2原材料质量检验、拌合物性能检验和硬化混凝土性能检验应符合GB50164的规定。 9.3原材料质量应符合第7章的规定。 9.4混凝土拌合物性能应符合设计要求。 9.5混凝土力学性能和耐久性能应符合第5章和第7章的规定

    9.1冻结并简并壁应用C80~C100高性能混凝土工程质量验收应符合GB50213的规定,其中混凝土 强度检验评定应符合GB/T50107的规定 9.2原材料质量检验、拌合物性能检验和硬化混凝土性能检验应符合GB50164的规定。 9.3原材料质量应符合第7章的规定。 9.4混凝土拌合物性能应符合设计要求。 9.5混凝土力学性能和耐久性能应符合第5章和第7章的规定

    A.1.1宜按多姆克公式(A.1)计算砂性土层控制层位的冻结壁厚度

    Ed.=R.0.29(层)+2.3(K)

    Edn Pa·h .n·m Gid

    ........................A...2

    ..................A.3

    ..................(A.3

    掘进段井帮上下两端的固定程度系数,当上端固定好(井壁发挥作用)而下端(掘进工作面) 基本不冻结时取/3,若上下两端均固定好时取/3/2; P。——为计算层位水平地压,单位为兆帕(MPa),取0.013H。 .1.4冻结壁有效厚度的平均温度宜按公式(A.4)~公式(A.7)计算

    Toe=T1.135—0.352/La0.7853 +0.266 0.466 .( A.4 E E Tel = Toe +△ T. Te=Tel+·S ( A.6 ( A.7 E+ E. + S

    A.1.8当采用以外圈为主冻结孔及中内圈增设适量辅助冻结孔、防片帮冻结孔时,宜按表A.3根据冲 积层厚度与设计控制层位土性选取井帮温度。

    表A.3按冲积层厚度与设计控制层位土性选取井帮温度

    A.2.1主冻结孔圈数、主冻结孔位置的选择

    A.2.1.1冻结孔圈布置方式宜参考表A.4,综合冲积层厚度、冻结壁设计厚度、外孔圈距井帮距离等因 素确定,大于400m的冲积层冻结应采用多圈孔冻结。 A.2.1.2主冻结孔位置应根据控制层位井帮温度及井帮温度的分布要求,结合冲积层厚度、冻结孔布 置圈数、掘进荒径变化、掘砌速度设计、冻结调控预案进行冻结壁形成特性分析和预测,经优化确定。根 居深厚冲积层冻结法凿井工程经验,宜采用以外圈为主冻结孔的布孔方式,易于满足冻结壁尽早交圈、 浅部少片帮、深部少挖冻土、实现冻结调控的要求,有利于高强高性能混凝土井壁的施工及满足井壁与 冻结壁的温度场耦合要求。

    表A.4不同孔圈冻结的基本应用条件

    A.2.2不同冻结孔圈冻结深度的确定

    A.2.2.2单圈冻结孔、双圈和多圈的主冻结孔深度不应小于冻结深度,深人不透水基岩深度和超过冻 结段井筒掘砌深度应符合表A.5和GB50511的规定;辅助冻结孔深度应穿过冲积层深人基岩风化带 5m以上;防片帮冻结孔深度宜符合井筒连续施工的要求,可取冲积层厚度的1/3~4/5。

    A.5单圈冻结孔、双圈和多圈孔的主冻结孔深入不

    A.2.3不同冻结孔圈布置圈直径的确定

    A.2.3.2主孔圈内侧只增设防片孔圈时主冻结孔圈直径宜接公式(A.8)计算,防片帮冻结孔圈直径宜 按(A.9)计算

    +2(EEw)+H.1 A.10 pa=中2—2Sm A.11 B = ± — 2 Sm A.12 )

    A.2.3.4主孔圈内、外侧均增设辅助孔圈时 设的辅助孔圈直径宜分别按公式(A.14)、公式(A.15)计算

    式中: 0——冻结孔允许偏斜率.取0.2%

    一冻结孔允许偏斜率照明标准规范范本,取0.2%。

    A.2.4冻结孔布置参数和冻结参数优化

    ..( A.14 A.15

    pnf=Φz3—2Sn w=9a+2S

    结合井帮温度分布、计划掘砌速度、荒径变化和冻结工艺、技术水平,应用冻结壁形成特性分析方 化冻结孔布置参数和冻结参数。

    应结合井帮温度分布、计划掘砌速度、荒径变化和冻结工艺、技术水平,应用冻结壁形成特性 法,优化冻结孔布置参数和冻结参数航天标准

    663.2一2008煤矿科技术语第2部分:井巷工程

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