【潘三新西风井井壁变形安全监测分析】西风梧井叶先愁

　　摘 要：为了反映井壁的安全状态, 以淮南潘三矿新西风井井壁为研究背景，通过利用安全监测系统对2011年9月8日-2012年2月15日这段时间内的井壁钢筋混凝土的应力应变进行实测，得到并记录一系列监测点的数值,从而绘制出应力应变数值变化曲线, 分析曲线变化趋势以便发现问题及时处理，以保证井筒的整体安全性。
　　关键词：应力;井壁变形;监测;井壁安全
　　中图分类号：TD265.32文献标识码：A
　　文章编号：1672-1098(2012)02-0063-04
　　收稿日期：2012-04-17
　　作者简介：颜宝(1987-)，男，江苏扬州人，在读硕士，研究方向为地下结构工程。
　　Safety Monitoring Analysis of Lining Deformation of New Ventilation Shaft in Pansan Caol Mine
　　YAN Bao, XIA Hong-bing
　　(School of civil Engineering and Architecture,Anhui University of Science and Technology , Huainan Anhui 232001, China)
　　Abstract:In order to study safety status of shaft lining, lining of the new ventilation shaft in Pansan Coal Mine was studied as research background. By use of safety monitoring system, stress and strain in reinforced concrete of shaft lining were measured in the period from September 8, 2011 to February 15, 2012, and series of monitoring point values were obtained, by which a stress-strain curve was drawn out. By analysis of the curve trend, to deal with discovered problems in time, and ensure overall safety of shaft.
　　Key words:Stress; shaft deformation; monitoring; shaft safety
　　淮南潘三矿新西风井是根据潘三矿二水平延深及安全改进工程需要而新建的井筒，位于潘三矿与潘北矿交界的ⅩⅢ～ⅩⅣ勘探线附近，工厂内原风井已经回填，新西风井距离原西风井57 m，设计净直径7.0 m，井筒深度653.2 m。根据生产需要，井筒需开凿两个马头门， 其中一水平马头门标高为-513 m(累深536.2 m)； 二水平马头门标高为-623 m(累深646.2 m)，由于新西风井穿过的冲积层深厚、基岩段预计涌水量大，为了安全、高效地建设该井筒，采用“上冻下注”的方法进行施工，即上部冲积层采用冻结法凿井，冻结深度508 m［1］；下部基岩段采用地面直孔预注浆方法进行封水和加固马头门处软弱岩层，注浆范围为460～710 m［2］。
　　1 监测方法及位置
　　1.1 监测方法
　　对于钢筋混凝土井壁，可以采用压力传感器直接监测井壁外荷载大小，通过监测井壁内部钢筋的应力和混凝土的微应变来反映井壁实际受力状况。
　　监测井壁结构钢筋应力和混凝土应变采取精度高、抗干扰性强、稳定性好的振弦式传感元件作为一次仪表，振弦式频率仪作为二次仪表。测试元件随工程施工埋入混凝土井壁中，其中钢筋应力采用振弦式钢筋应力计监测；混凝土应变采用振弦式混凝土应变计监测，并利用振温度测试元件监测井壁混凝土的温度变化埋设的元件（见图1～图2）。
　　图1 振弦式钢筋应力计
　　图2 振弦式混凝土应变计
　　根据监测内容确定传感器的规格和数量，购买测试元件，并将其在实验室内逐个做好标定、接头防水处理等准备工作；当井筒套壁到指定位置时埋设元件，将元件及其导线通过防水接线盒与集中电缆相联接，通到地面观测站，按时进行观测。对电缆与元件引出线的接头进行严格密封，确保监测元件正常工作。
　　每个观测水平布置一根多芯铠装屏蔽信号控制电缆，电缆采用钢丝绳、滑子悬吊下放，下放到测试水平后，下端与防水接线盒连接，上端固定在固定盘大梁上。
　　1.2 监测位置
　　在潘三新西风井井筒外壁共布置了2个测试水平，根据井筒开挖揭露的土层状况，各水平对应的土层和井壁结构如表1所示。
　　测试元件的埋设位置如下：
　　1) 土压力计6个。在外层井壁外表面等间距布置6个土压力计，以确定冻结压力的大小及不均匀性。
　　2) 钢筋测力计18个。在外层井壁内排钢筋上等间距布置6个测试断面，每个测试断面沿环向、竖向和径向各布置一个钢筋测力计。
　　3) 混凝土应变计18个。在外层井壁内缘等间距布置6个测试断面，每个测试断面沿环向、竖向和径向各布置一个混凝土应变计。
　　井壁温度的量测利用振弦式传感器内部附带的测温功能。对于元件设计埋设方案具体情况为：2个测试水平元件的实际布设严格按设计方案进行；6个测试断面分别为东北、东、东南、西南、西、西北6个方位，每个方位均布置土压力计1个、钢筋计3个(环向、竖向和径向各1个)、混凝土应变计3个(环向、竖向和径向各1个)（见图3）。
　　图3 测试水平元件布置示意图
　　2 监测结果及分析
　　经过跟踪监测，从2011年9月8日起，到2012年2月15日截止，第一测试水平观测时间已达172天，第二测试水平观测时间已达160天， 获得实测数据100多个，得出一系列点的时间-变形曲线。