钻井法凿井井筒支护结构研究与实践PDF电子书下载

1 钻井法凿井技术的发展概况 1

1.1 我国钻井法凿井技术的研究与发展 2

1.2 凿井史上的突破 3

1.3 立足深井，稳步发展 5

1.4 协作攻关，继续前进 6

2 钻井法凿井支护工艺与井壁受力 10

2.1 钻井法凿井支护工艺研究 10

2.1.1 井口现浇混凝土滑模法 10

2.1.2 分节吊装安装法 10

2.1.3 悬浮下沉安装法 11

2.2 悬浮下沉安装法的基本工序 12

2.2.1 井孔检测 12

2.2.2 井壁底体系的安装 13

2.2.3 井壁节吊装与找正 14

2.2.4 节间垫铁找正、焊接和注浆 16

2.2.5 井壁悬浮下沉 19

2.2.6 壁后充填固井 20

2.3 钻井井壁受力特点 25

3 不断发展的钻井井壁结构设计方法 27

3.1 学习、使用容许应力法进行结构设计阶段 27

3.2 研究纳入国家设计规范阶段 30

3.2.1 研究采用《钢筋混凝土结构设计规范》（1974年版） 30

3.2.2 考虑不均匀地压验算 32

3.3 开发适用于深井支护条件的特种结构阶段 33

3.4 研究井壁复杂受力及采用《混凝土结构设计规范》（2002年版）设计阶段 34

4 钻井井壁受力实测研究 36

4.1 测试元件准备与布设 38

4.2 巡回检测装置 39

4.3 现场工程实测 41

4.3.1 井壁悬浮下沉过程测试 42

4.3.2 壁后充填测试 43

4.3.3 排出井内配重水测试 44

4.4 大屯龙东矿风井地压测试异常情况简介 45

4.5 关于永久地压测试的综合小结 47

4.5.1 测得钻井法凿井井壁实际地压系数 47

4.5.2 竖向应力不规律性 47

4.5.3 与马头门施工的关系 48

5 井壁结构模型试验 49

5.1 井壁模型试验装置设计的基本构思 50

5.2 井壁试验装置的组成 51

5.2.1 模型井壁试验反力台座 51

5.2.2 加载油缸和传压装置 51

5.2.3 加载控制系统 52

5.2.4 测试和数据采集处理系统 54

5.3 井壁模型试验 57

5.4 试验结果分析 60

5.4.1 各试件危险截面的外力-应变曲线 60

5.4.2 破坏强度与理论计算值比较 60

6 井筒竖向附加力与防御措施研究 65

6.1 钻井法凿井井壁因地层竖向附加力破坏情况 65

6.2 井壁局部破坏原因分析 67

6.3 井筒竖向附加力破坏设防研究 71

6.4 约束混凝土井壁研究 72

7 壁后充填层与井壁竖向附加力取值研究 76

7.1 壁后充填材料与井壁的静摩擦系数试验 76

7.1.1 试验原理和设备 76

7.1.2 试验内容 79

7.2 表土段泥浆中抛石充填层与井壁摩阻力的模型试验——有侧向压力 82

7.2.1 侧向压力 83

7.2.2 竖向推力 83

7.2.3 荷载监测与数据处理 83

7.2.4 试验用模型井壁 84

7.2.5 模型试验 85

7.3 泥浆中充填水泥浆与井壁黏滞力的试验——无侧向压力 90

7.4 应用于工程的分析与效果 92

7.4.1 碎石充填层与井壁摩阻力的分布规律 92

7.4.2 水泥浆充填与井壁摩阻力的分布规律 93

7.4.3 冲积层井壁竖向附加力综合取值的建议 94

8 内钢板-钢筋混凝土复合井壁 95

8.1 内钢板-钢筋混凝土复合井壁的结构特征 95

8.2 内钢板-钢筋混凝土复合井壁内力分析 97

8.3 内钢板-钢筋混凝土复合井壁强度计算 98

8.3.1 均匀荷载计算 98

8.3.2 不均匀荷载计算 100

8.4 内钢板-钢筋混凝土复合井壁的构造要求 102

8.5 内钢板-钢筋混凝土复合井壁结构性能试验 104

8.5.1 模型井壁设计的基本原则 104

8.5.2 模型井壁制作 105

8.5.3 测量元件布置 105

8.5.4 试验结果分析 106

8.6 工业性试验 110

8.7 工程应用——龙固矿等四个井筒井壁设计与施工 110

8.7.1 井壁设计依据 112

8.7.2 采用的主要规范 112

8.7.3 设计基本参数 112

8.7.4 主要荷载 112

8.7.5 结构设计 113

8.7.6 设计小结 123

9 井壁底结构与削球厚壳 125

9.1 半椭圆旋转厚壳井壁底 125

9.1.1 工程应用的井壁底条件与设计假定 125

9.1.2 计算简图与使用荷载 126

9.1.3 筒体内力分析 129

9.1.4 筒体强度计算 132

9.1.5 壳体内力分析 132

9.1.6 壳体强度计算 137

9.1.7 壳顶浅碟效应的计算 137

9.1.8 r=50cm与钢板连接处经向钢筋截面计算 139

9.2 削球厚壳井壁底 139

9.2.1 削球厚壳井壁底计算模型 139

9.2.2 井壁底计算方法 140

9.2.3 井壁底应力分析 141

9.2.4 井壁底内力计算 143

9.2.5 综合优化 144

9.2.6 削球厚壳井壁底内力计算表 145

9.2.7 削球厚壳井壁底内力计算表使用示例 191

9.2.8 龙固矿主井近600m深钻井井筒井壁底工程应用 197

10 钻井法凿井高强防裂混凝土应用研究 213

10.1 预制井壁开裂情况及原因分析 213

10.2 高强防裂混凝土试验研究 216

10.2.1 技术路线设计 216

10.2.2 影响高强混凝土收缩开裂的因素及其防止措施 217

10.2.3 C60～C70高强防裂混凝土的原材料选择 218

10.2.4 C60～C70高强防裂混凝土的配合比与抗压强度试验结果 220

10.2.5 现场施工技术要求及注意事项 222

10.3 C60～C70高强防裂混凝土的工程应用 224

10.3.1 基本情况 224

10.3.2 井壁测温试验结果及分析 224

10.3.3 小结 228

11 深井井壁悬浮下沉安装竖向稳定性控制研究 229

11.1 悬浮条件下井壁稳定性分析 230

11.2 壁后充填前加满配重水井壁的临界深度计算 233

11.2.1 在重力作用下求任意截面上的弯矩 234

11.2.2 在泥浆侧向压差作用下求任意截面的弯矩 234

11.2.3 井壁弯曲应变能 235

11.2.4 井壁弯曲时荷载位能的损失量 235

11.2.5 利用位能法求井壁失稳长度临界值Hc 235

11.3 力矩平衡法控制变截面井壁轴向稳定 236

11.4 龙固矿主井井壁悬浮下沉轴向结构稳定控制计算实例 237

11.4.1 基本参数 237

11.4.2 井壁悬浮下沉到底时配重水高度计算（直壁段） 238

11.4.3 悬浮下沉井壁稳定性控制计算 238

11.5 力矩平衡法应用前景探讨 240

11.5.1 井壁结构基本参数 240

11.5.2 井壁悬浮下沉到底时配重水高度计算 241

11.5.3 悬浮下沉井壁稳定性计算 241

11.5.4 结论 243

12 不均匀受力条件下内钢板-钢筋混凝土复合井壁的抗弯特性研究 244

12.1 钢板-混凝土组合结构 244

12.1.1 研究现状 245

12.1.2 组合结构抗弯承载力与连接件 245

12.2 复合井壁在不均匀荷载条件下的强度分析方法 247

12.2.1 不均匀荷载的分布规律 247

12.2.2 不均匀荷载下的井壁强度计算 248

12.3 负弯矩下钢板-钢筋混凝土组合梁抗弯特性试验 251

12.3.1 试验内容 251

12.3.2 试件设计 252

12.3.3 模型构件分类 254

12.3.4 构件制作 255

12.3.5 试验装置及测试方案 258

12.3.6 加载分级 261

12.3.7 钢板-混凝土组合梁负弯矩试验结果及分析 262

12.4 内钢板-钢筋混凝土复合井壁模型试验研究 271

12.4.1 模型制作 272

12.4.2 测试元件的布置 272

12.4.3 加载方式 272

12.4.4 内钢板-钢筋混凝土复合井壁试验结果分析（No.27试验井壁） 273

13 结语 280

附录 龙固矿钻井法施工应用实例 283

参考文献 305