[發(fā)明專利]一種基于恒阻大變形結(jié)構(gòu)的深部立井井筒自適應(yīng)防護裝置

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• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109372515A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬亞飛;肖穎鳴;何滿潮;丁文其;劉國釗;王博
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟大學(xué)
• 主分類號: E21D5/01
• 分類號: E21D5/01;E21D5/012;E21D5/06;E21D5/12
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于恒阻大變形結(jié)構(gòu)的深部立井井筒自適應(yīng)防護裝置，該裝置設(shè)置在深部立井自上而下的多節(jié)筒壁之間，其特征在于，該裝置包括：

上部模塊：包括與上節(jié)立井井筒筒壁內(nèi)預(yù)埋鋼筋焊接的圓環(huán)形頂板(11)、頂部與頂板(11)內(nèi)外緣處焊接且開口向下的中空環(huán)形外密封筒(12)以及頂端與頂板(11)中心處焊接且橫截面呈圓環(huán)形的恒阻大變形桿體(13)；

下部模塊：包括與下節(jié)立井井筒筒壁內(nèi)預(yù)埋鋼筋焊接的圓環(huán)形底座(21)、底部與底座(21)焊接且開口向上的中空環(huán)形內(nèi)密封筒(22)以及底部焊接在底座(21)中心處呈圓環(huán)形的恒阻大變形套筒(23)，所述的內(nèi)密封筒(22)套插在外密封筒(12)內(nèi)；

密封模塊：設(shè)置在外密封筒(12)與內(nèi)密封筒(22)相互套插縫隙處的鋼絲刷(31)及填充于鋼絲刷內(nèi)部的油脂(32)；

恒阻體(41)：安裝在恒阻大變形桿體(13)的下表面上，其下表面與恒阻大變形套筒(23)壓緊接觸，在受到上部下壓時，恒阻體(41)下表面壓入變形套筒(23)中，使其撐開變形。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于恒阻大變形結(jié)構(gòu)的深部立井井筒自適應(yīng)防護裝置，其特征在于，該裝置在圍巖破碎帶、表土層與巖層的交界處的區(qū)域內(nèi)數(shù)量加密設(shè)置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于恒阻大變形結(jié)構(gòu)的深部立井井筒自適應(yīng)防護裝置，其特征在于，所述的恒阻大變形桿體(13)為實心桿體，

當(dāng)所述的恒阻體(41)數(shù)量為1時，其結(jié)構(gòu)為環(huán)形倒錐臺實體，其上表面與恒阻大變形桿體(13)下表面固接，并且上表面寬度大于下表面寬度，下表面寬度小于內(nèi)密封筒(22)的開口寬度；

當(dāng)所述的恒阻體(41)數(shù)量大于1時，則分別沿恒阻大變形桿體(13)下表面布置，其結(jié)構(gòu)為環(huán)形倒圓錐臺實體，恒阻體(41)的上表面直徑大于下表面直徑，下表面直徑小于內(nèi)密封筒(22)的開口寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3述的一種基于恒阻大變形結(jié)構(gòu)的深部立井井筒自適應(yīng)防護裝置，其特征在于，所述的恒阻體的變形強度大于恒阻大變形套筒(23)，保證在受壓時恒阻體(41)向下壓入恒阻大變形套筒(23)內(nèi)時，恒阻大變形套筒(23)發(fā)生形變而恒阻體(41)不發(fā)生形變。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于恒阻大變形結(jié)構(gòu)的深部立井井筒自適應(yīng)防護裝置，其特征在于，所述的內(nèi)密封筒(23)的長度小于恒阻大變形桿體(13)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于恒阻大變形結(jié)構(gòu)的深部立井井筒自適應(yīng)防護裝置，其特征在于，所述的密封模塊包括至少三道鋼絲刷(31)以及填充在鋼絲刷(31)之間的油脂(32)，用以防水。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于恒阻大變形結(jié)構(gòu)的深部立井井筒自適應(yīng)防護裝置，其特征在于，在該裝置正常服役階段，當(dāng)井筒僅受自身自重時，使恒阻體產(chǎn)生滑動的作用力大于上部立井井筒自重G，當(dāng)上部井筒所受負摩阻力達到設(shè)定值時，恒阻體產(chǎn)生滑動，當(dāng)上部井筒所受負摩阻力繼續(xù)增大時，恒阻體(41)完全進入恒阻大變形套筒(23)內(nèi)，此時恒阻大變形結(jié)構(gòu)傳遞給下方立井井筒豎向作用力為N，立井井筒破壞時所受豎向作用力為F，則有G<N<F。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種基于恒阻大變形結(jié)構(gòu)的深部立井井筒自適應(yīng)防護裝置，其特征在于，該裝置的施工方法包括以下步驟：

1)在井筒結(jié)構(gòu)施工前，確定裝置的布設(shè)位置以及恒阻大變形套筒(23)的型號及恒阻大變形桿體(13)的尺寸；

2)在井筒結(jié)構(gòu)施工前，將鋼絲刷(31)焊接于內(nèi)密封筒(22)上。

3)在井筒結(jié)構(gòu)施工前，將內(nèi)密封筒(22)、恒阻大變形套筒(23)焊接于底座(21)上，將外密封筒(12)和恒阻大變形桿體(13)焊接于頂板(11)上；

4)在井筒結(jié)構(gòu)施工過程中，將預(yù)埋鋼筋分別與底座(21)和頂板(11)焊接，形成預(yù)制結(jié)構(gòu)模塊，包括上部模塊和下部模塊；

5)在內(nèi)外密封筒之間填充油脂(32)，完成施工。