竖井断面设计
竖井断面设计
第二部分竖井断面设计[设计题目]某矿采用竖井开拓。
井筒穿过岩石的坚固性系数f≤6～8，该井为主要提升井，多中段提升，选用罐笼作为提升容器，采用木罐道，1、2号主罐道梁宽度b1=b2=199mm, 3号罐道梁小一号，b3=196mm。
井筒内铺设Φ300压风管一条，Φ250排水管两条，Φ150供水管及放水管路各一条，四条动力电缆，三条通信电缆，并设梯子间，井筒通过风量182 m3/s，试设计竖井井筒断面并绘制断面图。
[设计要求]1、必须以认真的态度，独立完成。
2、所选数据要有依据，设计符合规范，计算正确。
3、绘图清楚规范，表格设计合理，采用计算机绘图。
4、各项技术措施要切合实际，具有针对性。
2.1 井筒断面形状的选择该井筒负担全矿主要提升任务，服务年限长，围岩稳固性一般，故选用圆形断面，整体浇灌混凝土支护。
2.2 井巷断面尺寸的确定2.2.1选择井筒装备，确定井筒断面布置形式该井筒选用GDG1.5/6/1/2单层双罐笼，双侧罐道，三组罐道梁。
断面布置如图2-1。
2.2.2 初选罐道、罐道梁、梯子梁的型号尺寸根据提升容器及布置形式，参考类似矿山经验，查《井巷工程设计与施工》表7-2初选：罐道：38kg/m钢轨；主罐道梁（1、2号）：b1=b2=199mm 次梁（3号）：b3=196梯子梁：I14b (b4=60)2.2.3 确定提升间和梯子间的断面尺寸(1)罐道梁中心线间距L1和L2可按下式求出：L 1＝a ＋2（h －△）＋22b ＋21b （1） L 2＝a ＋2（h －△）＋23b ＋21b （2）式中：a —罐笼宽度，可从罐笼规格表中查出；h —木罐道厚度，1t 矿车罐笼为180mm ，3t 矿车罐笼为200mm ；△—钢罐梁卡入木罐道内的厚度，1t 矿车单层单车罐笼为16mm ，1t 矿车双层单车罐笼及3t 矿车单层单车罐笼为20mm ；b1、b2、b3分别为1号、2号、3号罐梁宽度。
故 L1 = 1200 + 2(180-20) + 0.5*(199+199) =1719L2 = 1200 + 2(180-20) + 0.5*(196+199) =1718(2)根据梯子间、管线间布置，梯子间尺寸可按下列公式计算：M ＝a 1＋a 2＋m ＋22b （3）式中：a 1—两梯子中心距，取600mm ；a 2—梯子中心到壁板距离加另一梯子中心到井壁距离，取600mm ；m —梯子间壁板总厚度，根据梯子间壁板结构确定，一般木梯子间m ＝50mm ， 金属梯子间m ＝77mm 。
大断面深竖井小直径溜渣井式快速安全开挖施工工法(2)
大断面深竖井小直径溜渣井式快速安全开挖施工工法大断面深竖井小直径溜渣井式快速安全开挖施工工法一、前言大断面深竖井小直径溜渣井式快速安全开挖施工工法是一种高效、安全的地下施工方法。
其特点在于使用大断面竖井的开挖方式，通过小直径溜渣井的设计，能够快速、安全地开挖深度较大的竖井，并且将渣土直接通过溜渣井排放。
二、工法特点1. 采用大断面竖井开挖方式，能够快速开展竖井施工，提高施工效率。
2. 通过小直径溜渣井，将渣土直接排放，不需要再通过人力或机械运输到地面，降低渣土处理成本。
3. 适用于深度较大、空间较窄的地下施工场景，如地下管道施工、地铁车站施工等。
4. 施工过程中的振动、噪音等对周边环境的影响较小，减少了对周边建筑物的影响。
5. 工法成本相对较低，施工周期短，具有较高的经济性。
三、适应范围该施工工法适用于各种复杂的地下施工场景，尤其适用于需要开挖深大断面竖井的场合，如地下管道施工、地铁车站施工、隧道施工等。
四、工艺原理该工法的基本原理是通过大断面竖井进行开挖，将渣土直接排放到地下的小直径溜渣井中。
在施工过程中，采取了一系列的技术措施，如合理设计溜渣井的直径和深度，采用合适的施工设备等，以实现施工工法的效果。
五、施工工艺1. 设计溜渣井：根据施工要求和地下环境条件，合理设计溜渣井的直径和深度。
2. 安装竖井支护结构：根据竖井的深度和土层情况，选择合适的支护结构，并进行安装。
3. 开挖竖井：使用大断面开挖机械，进行竖井的开挖和支护。
4. 安装溜渣井导管：在竖井内安装溜渣井导管，确保渣土能够顺利排放。
5. 渣土排放：通过渣土排放设备，将渣土直接排放到溜渣井中。
六、劳动组织在施工过程中，需要合理组织施工人员的劳动力，根据工时、施工量和工期等要求，进行合理的劳动安排。
七、机具设备1. 大断面开挖机械：用于竖井的开挖和支护。
2. 溜渣井导管安装设备：用于在竖井内安装溜渣井导管。
3. 渣土排放设备：用于将渣土直接排放到溜渣井中。
第十一章-(3)竖井设计与施工
立井井筒的组成自上而下可分为：井颈、井身和井底 三个部分(如图所示)。
井颈的深度可为浅表土的全 厚，也可为厚表土深度的一部分, 一般为15～20m。
井颈部分的井壁不但需要加厚， 而且通常需要配有钢筋。
井颈以下至井底车场水平的井 筒部分叫做井身。井身是井筒的主 要组成部分。
井底车场水平以下部分的井筒 叫做井底。
第二节 井筒断面设计 一、立井筒断面设计
㈠立井井筒断面布置形式 立井井筒横断面形状有圆形和矩形两种。我国
煤矿立井井筒横断面都采用圆形。
井筒横断面布置应力求紧凑，也要保证必要的 安全间隙，以达到既经济合理又安全的目的。
由于井筒的用途和所采用的设备不同，井筒横 断面布置方式是多种多样的。
刚性罐道的布置方
井筒断面尺寸主要指井筒直径。根据选定的井筒 横断面布置方式，提升容器的规格和数量。罐道规格、 梯子间和管路电缆间的尺寸，以及根据预选的罐道梁 型号和有关的安全间隙确定井筒净直径。
1．井筒直径确定步骤如下：
1)根据井筒用途和所采用的提升容器，选择井筒装备的 类型，确定井筒断面布置形式。
2)根据所选用的井筒装备类型，初步选定罐道梁规格和 罐道规格。
2)冻结 (1)制冷过程 整个制冷过程包括三个循环系统，即氨循 系统、盐水循环系统和冷却水循环系统，如图11-21所示。
-25~-35
80~120
16~20
(2)冻结方案
冻结方案有一次冻全深、局部冻结、差异冻结和分期冻 结等几种。
一次冻全深方案的适应性强，应用广泛；
局部冻结就是只在局部涌水部位进行冻结；
定，也可以按经验选择，如表12-2所示。
罐道梁与井壁的固定方式有梁端埋
入井壁和用锚杆固定两种。
超大直径竖井全断面快速掘进施工工法
超大直径竖井全断面快速掘进施工工法超大直径竖井全断面快速掘进施工工法是一种用于建设大型地下工程的新型施工方法，其具有高效、快速、安全的特点，广泛适用于各种条件下的施工。
本文将从前言、工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例等方面进行详细介绍。
一、前言超大直径竖井全断面快速掘进施工工法是为了满足日益增长的地下建设需求而研发出来的一种工法。
与传统施工方法相比，该工法具有更高的效率和更短的施工周期，能够大幅减少工程投资和人力资源的浪费，提高施工效益。
二、工法特点该工法的特点包括：采用全断面同时掘进和支护的方式，减少了施工工期；采用了先进的机械和自动化设备，提高了施工效率；采用了高强度的支护材料，保证了施工安全；采用了先进的施工管理理念和技术手段，提高了施工质量。
三、适应范围该工法适用于各种地质条件下的超大直径竖井工程，包括地铁站、水利工程、矿山、石油和天然气开采等。
无论是岩层、软土层还是砂土层，该工法都能够适应并应用。
四、工艺原理该工法的工艺原理是通过分析实际工程需求和现有技术手段，将直径竖井分为若干个工程区段，采用全断面同时掘进和支护的方式进行施工。
通过合理的机具设备配置和技术措施，实现了高效的施工工艺。
五、施工工艺施工工艺包括准备工作、主体施工、支护安装和收尾工作。
在准备工作中，需要确定施工区域、安装机具设备和材料，组织施工人员。
主体施工阶段是通过掘进机具对地下土体进行掘进、清理和支护。
支护安装阶段是将支护材料安装到已掘进的竖井中，确保竖井的稳定和安全。
收尾工作阶段是进行周边环境的整理和设备的清洗。
六、劳动组织施工过程中需要合理组织劳动力和工作流程，确保施工的高效和安全。
采用分工负责的劳动组织形式，明确任务分工和岗位职责，提高工作效率和施工质量。
七、机具设备该工法所需的机具设备包括掘进机、清理设备、支护设备和安全设备等。
这些设备具有自动化、高效率和安全性的特点，能够满足施工的需求。
《竖井断面设计》课件
竖井断面设计析，确定竖井断面设计的具体要求和参数。
2
竖井施工中的应用
在竖井施工过程中，根据现场情况进行竖井断面设计的调整和优化。
3
竖井在使用中的应用
在竖井的使用过程中，根据实际情况进行竖井断面设计的改进和完善。
竖井断面设计的关键技术
地层分析
通过地层分析，了解竖井所处地质情况，为断面设计提供依据。
为什么需要竖井断面设计？
竖井断面设计可以解决竖井施工和使用过程中遇到的安全问题，提高竖井的 稳定性和效率，降低维护成本，保障人员和设备的安全。
竖井断面设计的基本要求
竖井断面设计的基本要求包括确定竖井的宽度、深度，选择合适的立井道形式以及进行合理的竖井结构 设计。
竖井宽度的确定
竖井宽度的确定需要考虑所需的装备和操作空间，以及竖井工程的特殊要求 和限制条件。
总结
竖井断面设计的优点
竖井断面设计能够提高竖井的稳定性、效率和安全性，降低维护成本。
竖井断面设计的未来发展方向
未来，竖井断面设计将更加注重智能化、自动化和节能减排。
竖井深度的确定
竖井深度的确定需要考虑地层情况、井筒强度、井口运输和施工等因素，以 确保竖井的安全和可持续发展。
立井道形式的选择
立井道形式的选择需要综合考虑地层情况、竖井工程的要求和经济效益，以选择最合适的立井道形式。
竖井结构设计
竖井结构设计需要考虑竖井的承载能力、抗震能力、排水能力等因素，以确保竖井的稳定性和安全性。
科学的断面设计方法
采用科学的断面设计方法，结合实际情况和经验，进行合理的断面设计。
竖井施工中的技术要求
掌握竖井施工中的技术要求，确保竖井的施工质量和安全性。
竖井断面设计的案例
竖井断面设计 实验报告
竖井断面设计实验报告引言竖井断面设计是地质工程中重要的技术，它对于地下水资源的开发和地下工程的建设具有重要意义。
本实验旨在通过设计不同的竖井断面，探究不同断面形状对竖井性能的影响，为实际工程提供参考和指导。
实验目的1. 了解竖井断面设计的基本原理和方法；2. 探究不同断面形状对竖井性能的影响；3. 分析不同断面形状在实际工程应用中的优缺点。
实验步骤1. 确定实验参数- 地下水位：10m- 规定排水量：10m³/h- 初始含水层厚度：20m- 土层渗透系数：0.1m/h- 设计考虑寿命：100年- 水压影响半径：50m2. 设计竖井断面结合实验参数，设计了以下三个竖井断面：断面A
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四川建筑 第 39 卷 2 期 2019. 4
· 岩土工程与地下工程 ·
表 1 岩土设计参数建议
地层 代号
岩土名称
导热系数 热扩散率 比热容
天然密度
ρ /（ g· cm－3 ）
瑏瑧 中风化花岗岩 2．53
/
2．35 3．04 1．10
瑏瑨 微风化花岗岩 2．54 0．60 2．50 3．67 0．98
断面类型 A B C
表 2 竖井衬砌断面相关尺寸
内净空 /m
开挖面积 / m2 可用面积 / m2
6．0×8．0
55．31
47．14
6．0×8．0
56．76
45．52
6．0×8．0
【关键词】 竖井衬砌； 倒挂井壁法； 结构设计； 有限元计算
【中图分类号】 U231．3
【文献标志码】 A
城市地铁施工过程中，采用施工竖井可为矿山法区间增 加工作面，加 快 施 工 效 率［1－3］。因 考 虑 到 侧 向 土 压 力 的 荷 载［3－4］，倒挂井壁法施工的竖井常在角部增加斜撑以减小断 面跨度，优化相 应 弯 矩，减 小 配 筋 面 积。但 斜 撑 对 竖 井 的 使 用过程中有一定影响，如减小竖井可使用的长度及宽度，对 楼梯的架设，吊车使用的空间皆有一定的干扰。同时斜撑的 架设对施工的效率、竖井的工程量皆有影响。
岛市崂山区崂山六中站至西登瀛站之间的矿山法施工区间， 区间于 ZDK28+ 742．606（ YDK28+ 735．702） 处设置一座施工 竖井。施工竖井上部采用旋喷桩 0．9 m@ 0．6 m 作为止水结 构，钻孔灌注桩 1．0 m@ 1．3 m 作为围护结构，下部采用倒挂 井壁法开挖。竖井内径空尺寸为 8 m× 6 m，竖井深度为 31． 250 m。
沈阳地铁一号线暗挖区间竖井和横通道施工技术
地铁暗挖区间竖井和横通道施工技术摘要：为保证暗挖区道施工的顺利进行，介绍了竖井开挖与横通道开挖相结合的施工的一些关键技术，横通道二衬砼施工技术，这些施工技术可供同类工程参考。
关键词：暗挖区间；竖井；横通道；施工一、工程概况沈阳地铁一号线保工街站~铁西广场站区间2号竖井位于区间渡线处，且位于左线大断面一侧，其与施工横通道中心里程为DK9＋060。
竖井断面设计净尺寸为4.6m ×6.4m，壁厚为350mm，开挖深度为21.093m。
竖井采用倒挂井壁法施工，从上而下随开挖随架设钢格栅、挂钢筋网、打设锁脚锚杆、架设临时横向支撑、喷射混凝土，及时对锚杆进行注浆。
施工横通道采用拱型结构，直墙断面，长度为38m，开挖断面为5.7m×12.5m，初支厚度为350mm。
横通道采用中隔壁法进行开挖，分上中下三个导洞进行。
竖井立面图二、方案比选（1）原设计方案首先进行竖井开挖及支护，同时架设临时支撑，等竖井开挖至底部并进行封底后，再进行横通道的施工。
（2）实施方案由于横通道高，如等竖井开挖至底部后才进行横通道的施工，势必要搭设较高的施工操作平台，且操作平台需分阶度进行拆除，费工也费时，同时安全性也不好。
经过认真分析，此方案不可取，在结构受力上也不合理，如在已成形竖井壁上开设横通道上导洞马头门时，拱脚处将会产生应力集中，使竖井壁产生较大的不利影响；经济上也是不利的，既要搭设操作平台，同时也使马头门处产生较多的建筑废渣，弄费较大的资源。
经过专家指导，最后采用竖井施工与横通道施工相结合的方法进行，即竖井向下开挖至横通道上导洞下部时，视情况封闭竖井底，进行横通道上导洞的开挖及初支，等上导洞初支封闭成环8m以上时，再进行竖井的开挖，依此情况开挖至横通道中导洞时，进行中导洞的开挖及初支，最后开挖至竖井底，施工下导洞。
实践证明，根据现场施工及监测情况分析，方法非常可行，达到了施工简便、安全及经济的特点。
三、方案实施1、竖井锁口圈梁施工锁口圈梁为钢筋混凝土现浇结构，是整个竖井的一个保护帽，由于场地比较窄，要求其设置在地基承载力较高的地层上，以承受井口提升架系统传递过来的荷载。
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该井筒选用GDG1/6/1/2单层双罐笼，双侧罐道，三组罐道梁。断面布置如图2-1。
2.2.1初选罐道、罐道梁、梯子梁的型号尺寸
根据设计要求，采用木罐道。
罐道梁的厚度：h=180mm，1、2号主罐道梁宽度b1=b2=199mm, 3号罐道梁小一号，b3=196mm，梯子梁：[14（b）
L1=1024+2×(180-20)+199=1543mm，
L2=1024+2×(180-20)+ + =1541.5mm
(2)根据梯子间、管线间布置，梯子间尺寸可按下列公式计算：
M＝a1＋a2＋m＋ （3）
式中：
a1—两梯子中心距，取600mm；
a2—梯子中心到壁板距离加另一梯子中心到井壁距离，取600mm；
2竖井断面设计
设计要求
某矿采用竖井开拓。井筒穿过岩石的坚固性系数f≤6～8，该井为主要提升井，多中段提升，选用罐笼作为提升容器，采用木罐道，1、，b3=196mm。井筒内铺设Φ300压风管一条，Φ250排水管两条，Φ150供水管及放水管路各一条，四条动力电缆，三条通信电缆，并设梯子间，井筒通过风量182 m3/s，试设计竖井井筒断面并绘制断面图。
m—梯子间壁板总厚度，根据梯子间壁板结构确定，一般木梯子间m＝50mm， 金属梯子间m＝77mm。
左侧布置梯子间，右侧布置管路，一般取T＝300～400mm，S＝1600－T＝1200～1300mm。
故：
M＝600+600+50+ =1350mm
2.2.3确定井筒直径
根据求的的提升间和梯子间的断面尺寸，采用图解法确定竖井的近似直径，步骤如下：
按计算出的提升间、梯子间平面结构布置尺寸，画出井筒构件布置图，如图二。从靠近井壁的罐笼两罐笼收缩边的垂直平分线，并取l-△r得到A、B两点。其中l为提升容器到井壁的最小安全距离，这里取l=200mm，△r为罐笼收缩值，取△r=127mm，根据M、J值可得C点。过A、B、C三点作图，其圆心即为井筒圆心。从图中量取井筒的近似半径为R=2918.7mm，井筒中心线到1号罐道梁中心线的近似距离d0=278.3mm，直径按0.5m模数进级，则半径取R=3250mm，D净=6500mm为了施工方便取d0=300mm。
2#梯子梁l梯2=1980mm
3#梯子梁l梯2=1500mm
1、设计中的井筒工程量及材料消耗量表，如下
名称
单位
数量
井筒净直径
m
6.5
井筒净半径
m
3.25
井筒掘进直径
m
6.9
井筒掘进半径
m
3.45
井壁厚度
mm
200
井筒净断面积
m2
33.16
井筒掘进断面积
m2
37.37
每米井筒混凝土量
m3
4.2
每个罐道梁至井筒中心线的距离
2.2.2确定提升间和梯子间的断面尺寸
(1)罐道梁中心线间距L1，L2可按下式计算:
L1＝a＋2（h－△）＋ ＋ （1）
L2＝a＋2（h－△）＋ ＋ （2）
式中：a为罐笼宽度，可从罐笼规格表中查出；h为木罐道厚度，1t矿车罐笼为180mm，3t矿车罐笼为200mm；△为钢罐梁卡入木罐道内的厚度，1t矿车单层单车罐笼为16mm，1t矿车双层单车罐笼及3t矿车单层单车罐笼为20mm；b1、b2、b3分别为1号、2号、3号罐梁宽度。故：
2#罐道梁l2=6000mm
3#罐道梁l3=5500mm
5.梯子梁长度（从图1中由上至下分别为1#梯子梁，2#梯子梁，3#梯子梁）
1#梯子梁l/梯1= -1264=1972mm
2#梯子梁l/梯2= -1264=1953mm
3#梯子梁l/梯2=1350mm
同理，梯子梁的长度分别取：
1#梯子梁l梯1=2000mm
V允—允许通过的最大风速，取 =8m/s
V=182÷33.16=5.49m/s≤8m/s
2.3支护厚度选择
根据吴理云《井巷硐室工程》p34第三条，由于采用喷射混凝土支护，则可取井筒混凝土厚度为200mm，故掘进断面直径为6900mm。
2.4 管缆布设
按照管缆布置原则，结合该井条件，合理布置，见下图。
l/=2
式中：R---井筒净半径，mm；
C---每根罐道梁至井筒中心线的距离，mm。
则：1#罐道梁l1/=2 =6476mm
2#罐道梁l2/=2 =5988mm
3#罐道梁l3/=2 =5385mm
在保证罐道梁埋入井壁的长度须合乎要求的前提下，为便于施工，取其长度为整数，则各罐道梁的长度分别取：
1#罐道梁l1=6500mm
2.2.4验算安全间隙及梯子间尺寸
按下式验算安全间隙l及梯子间尺寸M。
l=R- +△r=3250-2981=218mm>200mm
M= =3235mm
验算符合要求。
2.2.5 风速验算
按下式校核井筒风速是否满足矿井允许的风速：
V＝ ≤V允(4)
式中：
Q—要求通过该巷道的风量，为182m³/s
S—巷道的净断面积，为S=33.16平方米
(1)、必须以认真的态度，独立完成。
(2)、所选数据要有依据，设计符合规范，计算正确。
(3)、绘图清楚规范，表格设计合理，采用计算机绘图。
(4)、各项技术措施要切合实际，具有针对性。
2.1 井筒断面形状的选择
该井筒负担全矿主要提升任务，服务年限长，围岩稳固性一般，故选用圆形断面，整体浇灌混凝土支护。
2.5 工程量及材料消耗
1、井筒净断面积
S净=（π/4）D净2=（3.14/4）×6.52=33.16m2
2、井筒掘进断面积
S掘=（π/4）D掘2=（3.14/4）×6.92=37.37m2
3、每米井筒混凝土量
v凝=（S掘-S净）×1=（37.37-33.16）×1=4.2m3
4、罐道梁长度按下式计算
mm
C1#=278；C2#=1264.5;C3#=1820
罐道梁长度
mm
l1=6500；l2=6000；l3=5500
梯子梁长度
mm
l梯1=2000；l梯1=2000；l梯1=1500
图示2-1