第4章沉井法分解
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第二节 沉井施工工艺
(一)井筒检查孔
为了合理的确定套井与沉井的施工深度、结构形式和施 工方案，选择相宜的破土与排矸机具，制定有效的施工措施， 使沉井能达到预期的施工效果，通常在井筒施工位置打一个 井筒检查孔，以探明沉井将穿过的岩层赋存情况，各土层的 物理力学性质、倾斜方向，尤其要探清含水层的数量、埋藏 深度、厚度、涌水量、流速、流向以及与地表水的关系等。 检查孔采用取芯钻进，岩芯要妥善保存，以利沉井施工 过程中随时对比分析，制定相应措施，解决所遇到的问题。
使下沉深度不断加大，我国用沉井法建成的煤矿立
井数量也在增加，据统计，迄今仅煤矿建井使用的 沉井已达156个井筒，其中淹水沉井占38个，累计 下沉深度约5km。一次沉井下沉深度量达192.78m， 井筒偏斜率仅为0.69％。日本用壁后喷射压气的淹
水沉井创造的下沉深度记录是200.3m，偏斜率为
0.1％。
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第一节 概 述
沉井法施工目前存在的最大问题是井筒的偏斜和下 沉速度不易控制，因而对垂直度要求较高的矿山立井工 程来说，可靠性较差，下沉深度也受到一定限制。 通常认为，在不含卵石、漂石，底部有隔水粘土层， 总厚度在100m左右的不稳定表土层中，选用沉井法施工 是适宜的。若涌水量小于30m3/h，流砂层较薄(1m左右)， 土层稳定，深度较浅(＜30m)，可考虑用排水沉井的方 法施工，若涌水量较大，表土层及流砂层较厚，就要用 淹水沉井法施工。矿山立井几乎都采用圆形断面，又多 采用淹水沉井的施工工艺，故本章主要介绍淹水沉井法。
脚下部的正面阻力而不断下沉，随着井筒下沉，在
地面相应接长井壁，如此周而复始，直至沉到设计 标高。这种凿井方法称为沉井法。
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沉井法是由古老的掘井作业发展完善而来的施工技术。
随着现代化施工机械和施工工艺的不断革新，沉井技术也日 新月异，先后涌现出多种沉井方式：为增加打井深度，出现 了多级沉井；为减小壁后侧面阻力，曾用过河卵石沉井、震 动沉井、泥浆沉井和气囊(即壁后释放压气)沉井；为防止涌 砂冒泥，用过压气沉箱法和淹水沉井法，以平衡井内、外的 水头压差；为加大下沉力还使用过各种加载方式的沉井，如 假井壁加载、千斤顶加载、甚至压水载重沉井。为解决水下 掘进、出矸，还研制了各种抓斗、钻机、水枪等破土设备和 水力提升机、压气排液器等出土机具。 上述沉井技术均以沉井施工中具有特色的某种措施或手 段而命名。一般认为，以沉井淹水与否及采用减阻措施名称 进行分类和命名较为适宜。
第
4章
沉井法
第一节 概述 第二节 沉井施工工艺
第三节 沉井的防偏与纠偏
第四节 沉井法的施工设计
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第一节 概 述
沉井法是属于超前支护类的一种特殊施工方法。 其实质是：在井筒设计位置上，预制好底部附有刃
脚的一段井筒，在其掩护下，随着井内的掘进出土，
井筒靠其自重克服其外壁与土层间的摩擦阻力和刃
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第二节 沉井施工工艺
(三)套井施工
套井是在沉井外围预先建造的直径稍大于沉井的 一段井筒。套井有三个作用： (1)防止沉井下沉过程中可能导致井壁四周的土层 塌陷，保护井架和附近建筑物的地基基础； (2)套井与沉井之间的环形空间可作为触变泥浆的 贮浆槽或沉井壁后压气的泄出通道。 (3)在上述环形空间内，安设导向装置或加载千斤 顶，以便利用套井作支承，对下沉中的沉井井壁进行 导向、纠偏或加大下沉力。
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(二)沉井施工的地面布置
除应遵守建井期间工业场地布置的一般原则外， 还要结合沉井施工工艺要求注意以下几点： （1）沉井施工与基岩段井筒施工的设备、管线布置要 统筹考虑，力求合理布局、使用方便、互不干扰、减 少变更。 （2）所有设备与建筑物，力求布置在距井筒中心20m以 外，以免受地面塌陷的影响。必须置于井口附近的个 别建筑物，应采用与锁口连结或用管桩等方法加固其 基础。 （3）淹水沉井时的泥浆沉淀池应布置在场地低洼处， 用沉淀的泥砂填补广场。沉淀池的溢流水应能经水沟 流回循环水池。 （4）水源井位置应距沉井100m之外，以免沉井施工受 降水漏斗的影响。
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第二节 沉井施工工艺
套井的深度一般取8－15m。通常套井应座落
于稳定的粘土层中，并与其下部的砂层保持3m以上
的距离。套井与沉井的间隙取0.7－1m。套井的壁
ห้องสมุดไป่ตู้
使沉井刃脚座落于基岩上，在封底、固井之后，转入基岩段
普通方法掘进。
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第二节 沉井施工工艺
沉井法的施工内容包括：施工准备工作、水下掘 进与出矸、井壁施工、封底与固井等项工作。
一、施工准备
从矿井建设的观点看，沉井的施工准备就是井筒 开工前的施工准备工作。它包括土建工程中修建各种 工业厂房、行政福利建筑、道路、水源井、排水沟渠 与设备基础等；机电安装工程中的各种机械、电气、 提升吊挂、掘进排矸、管线、照明与通讯等设备的安 装及试运转，井巷工程中的施测定位、沉井与套井的 施工设计、套井施工、刃脚加工组装安放、套井内沉 井井壁的浇筑、导向纠偏设施的安装等等。施工准备 工作应包括如下一些内容：
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第一节 概 述
淹水沉井法的实质就是：在沉井井筒内灌满水，保持井
内外的水压平衡，防止从刃脚处涌砂冒泥及地表塌陷，以预
先作好的套井为支撑圈以防止和纠正沉井过程中的偏斜；在 井筒外壁的环形空间内灌注触变泥浆或施放压气，以隔离井
壁与土层，减少沉井侧面阻力；靠井壁自重，使刃脚插入土
层，经水下破土、排矸克服正面阻力使井壁不断下沉，边下 沉，边纠偏，边在井口接长井壁，直至井筒全部穿过冲积层，
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第一节 概 述
沉井法施工工艺简单，所需设备少，易
于操作，井壁质量好，成本较低，淹水沉井
时的劳动强度更低，操作也安全。出于具备
这些优点，国内外不仅矿山井筒施工采用，
而且许多地下工程，如大型桥墩基础、地下
厂房、仓库、车站等均广泛选用。
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第一节 概 述
近几十年，由于沉井施工技术的不断发展，促
第二节 沉井施工工艺
(一)井筒检查孔
为了合理的确定套井与沉井的施工深度、结构形式和施 工方案，选择相宜的破土与排矸机具，制定有效的施工措施， 使沉井能达到预期的施工效果，通常在井筒施工位置打一个 井筒检查孔，以探明沉井将穿过的岩层赋存情况，各土层的 物理力学性质、倾斜方向，尤其要探清含水层的数量、埋藏 深度、厚度、涌水量、流速、流向以及与地表水的关系等。 检查孔采用取芯钻进，岩芯要妥善保存，以利沉井施工 过程中随时对比分析，制定相应措施，解决所遇到的问题。
使下沉深度不断加大，我国用沉井法建成的煤矿立
井数量也在增加，据统计，迄今仅煤矿建井使用的 沉井已达156个井筒，其中淹水沉井占38个，累计 下沉深度约5km。一次沉井下沉深度量达192.78m， 井筒偏斜率仅为0.69％。日本用壁后喷射压气的淹
水沉井创造的下沉深度记录是200.3m，偏斜率为
0.1％。
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第一节 概 述
沉井法施工目前存在的最大问题是井筒的偏斜和下 沉速度不易控制，因而对垂直度要求较高的矿山立井工 程来说，可靠性较差，下沉深度也受到一定限制。 通常认为，在不含卵石、漂石，底部有隔水粘土层， 总厚度在100m左右的不稳定表土层中，选用沉井法施工 是适宜的。若涌水量小于30m3/h，流砂层较薄(1m左右)， 土层稳定，深度较浅(＜30m)，可考虑用排水沉井的方 法施工，若涌水量较大，表土层及流砂层较厚，就要用 淹水沉井法施工。矿山立井几乎都采用圆形断面，又多 采用淹水沉井的施工工艺，故本章主要介绍淹水沉井法。
脚下部的正面阻力而不断下沉，随着井筒下沉，在
地面相应接长井壁，如此周而复始，直至沉到设计 标高。这种凿井方法称为沉井法。
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沉井法是由古老的掘井作业发展完善而来的施工技术。
随着现代化施工机械和施工工艺的不断革新，沉井技术也日 新月异，先后涌现出多种沉井方式：为增加打井深度，出现 了多级沉井；为减小壁后侧面阻力，曾用过河卵石沉井、震 动沉井、泥浆沉井和气囊(即壁后释放压气)沉井；为防止涌 砂冒泥，用过压气沉箱法和淹水沉井法，以平衡井内、外的 水头压差；为加大下沉力还使用过各种加载方式的沉井，如 假井壁加载、千斤顶加载、甚至压水载重沉井。为解决水下 掘进、出矸，还研制了各种抓斗、钻机、水枪等破土设备和 水力提升机、压气排液器等出土机具。 上述沉井技术均以沉井施工中具有特色的某种措施或手 段而命名。一般认为，以沉井淹水与否及采用减阻措施名称 进行分类和命名较为适宜。
第
4章
沉井法
第一节 概述 第二节 沉井施工工艺
第三节 沉井的防偏与纠偏
第四节 沉井法的施工设计
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第一节 概 述
沉井法是属于超前支护类的一种特殊施工方法。 其实质是：在井筒设计位置上，预制好底部附有刃
脚的一段井筒，在其掩护下，随着井内的掘进出土，
井筒靠其自重克服其外壁与土层间的摩擦阻力和刃
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第二节 沉井施工工艺
(三)套井施工
套井是在沉井外围预先建造的直径稍大于沉井的 一段井筒。套井有三个作用： (1)防止沉井下沉过程中可能导致井壁四周的土层 塌陷，保护井架和附近建筑物的地基基础； (2)套井与沉井之间的环形空间可作为触变泥浆的 贮浆槽或沉井壁后压气的泄出通道。 (3)在上述环形空间内，安设导向装置或加载千斤 顶，以便利用套井作支承，对下沉中的沉井井壁进行 导向、纠偏或加大下沉力。
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(二)沉井施工的地面布置
除应遵守建井期间工业场地布置的一般原则外， 还要结合沉井施工工艺要求注意以下几点： （1）沉井施工与基岩段井筒施工的设备、管线布置要 统筹考虑，力求合理布局、使用方便、互不干扰、减 少变更。 （2）所有设备与建筑物，力求布置在距井筒中心20m以 外，以免受地面塌陷的影响。必须置于井口附近的个 别建筑物，应采用与锁口连结或用管桩等方法加固其 基础。 （3）淹水沉井时的泥浆沉淀池应布置在场地低洼处， 用沉淀的泥砂填补广场。沉淀池的溢流水应能经水沟 流回循环水池。 （4）水源井位置应距沉井100m之外，以免沉井施工受 降水漏斗的影响。
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第二节 沉井施工工艺
套井的深度一般取8－15m。通常套井应座落
于稳定的粘土层中，并与其下部的砂层保持3m以上
的距离。套井与沉井的间隙取0.7－1m。套井的壁
ห้องสมุดไป่ตู้
使沉井刃脚座落于基岩上，在封底、固井之后，转入基岩段
普通方法掘进。
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第二节 沉井施工工艺
沉井法的施工内容包括：施工准备工作、水下掘 进与出矸、井壁施工、封底与固井等项工作。
一、施工准备
从矿井建设的观点看，沉井的施工准备就是井筒 开工前的施工准备工作。它包括土建工程中修建各种 工业厂房、行政福利建筑、道路、水源井、排水沟渠 与设备基础等；机电安装工程中的各种机械、电气、 提升吊挂、掘进排矸、管线、照明与通讯等设备的安 装及试运转，井巷工程中的施测定位、沉井与套井的 施工设计、套井施工、刃脚加工组装安放、套井内沉 井井壁的浇筑、导向纠偏设施的安装等等。施工准备 工作应包括如下一些内容：
2018/11/17 6
第一节 概 述
淹水沉井法的实质就是：在沉井井筒内灌满水，保持井
内外的水压平衡，防止从刃脚处涌砂冒泥及地表塌陷，以预
先作好的套井为支撑圈以防止和纠正沉井过程中的偏斜；在 井筒外壁的环形空间内灌注触变泥浆或施放压气，以隔离井
壁与土层，减少沉井侧面阻力；靠井壁自重，使刃脚插入土
层，经水下破土、排矸克服正面阻力使井壁不断下沉，边下 沉，边纠偏，边在井口接长井壁，直至井筒全部穿过冲积层，
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第一节 概 述
沉井法施工工艺简单，所需设备少，易
于操作，井壁质量好，成本较低，淹水沉井
时的劳动强度更低，操作也安全。出于具备
这些优点，国内外不仅矿山井筒施工采用，
而且许多地下工程，如大型桥墩基础、地下
厂房、仓库、车站等均广泛选用。
2018/11/17 4
第一节 概 述
近几十年，由于沉井施工技术的不断发展，促