[01585081]特厚表土层高强高性能钢筋混凝土冻结井壁的研究与应用

近年来，为缓解日益突出的能源瓶颈问题，两淮地区新井建设速度明显加快。由于该地区浅层煤炭资源已近枯竭，新建矿井多具有穿越表土层深厚（400m~700m）、地压大、地质条件复杂等特点，且多采用冻结法施工。钢筋混凝土井壁是我国煤矿冻结井筒穿过表土层的主要支护形式，长期以来，已形成了一套较成熟的设计方法和施工工艺。但随着井筒穿过表土层厚度的增加，井壁承受的外荷载也将随之加大，为了抵御地压作用，必须采用高强钢筋混凝土冻结井壁结构。　　为此，针对特厚表土层高强高性能混凝土冻结井壁开展了全面、深入的研究，获得一系列成果，其主要技术性能指标如下：　　（1）针对特厚表土层冻结井壁的特殊养护环境和施工条件，确定了深冻结井外层井壁和内层井壁高强高性能混凝土配制原则，获取了深冻结井高强高性能混凝土(C60~C80)的最终配合比。　　（2）通过物理模型试验和理论分析，摸清了深冻结井施工工况条件下高强混凝土的施工可行性、水化热变化规律和强度增长情况；　　（3）建立了国内矿井建设工程中较为先进的大型混凝土集中搅拌站，确保了特厚表土层冻结井壁高强高性能混凝土的现场施工质量；　　（4）揭示特厚表土层高强冻结井壁结构实际受力机理，首次提出验算井壁强度时，引入混凝土强度提高系数的计算方法；　　（5）通过理论分析和模型试验，研发了C65～C75高强高性能钢筋混凝土冻结井壁结构，具有强度高、施工工艺简单、成本低等优点；　　（6）自主研制了冻结井壁远程监测系统，在施工过程中通过对井壁关键层位的实时监控，获得了500m以上特厚表土层的冻结压力、井壁内力、冻结壁变形和温度的实测资料。　　该成果于2005年获煤炭工业“十大科学技术成果奖”和安徽省科技进步一等奖。　　该成果在两淮矿区得到了广泛的推广应用，安全、高效地建成了30个多煤矿立井井筒。