《竖井设计》课件

《竖井设计》竖井是矿山开采的重要组成部分，其设计对安全和经济效益至关重要。课程大纲竖井定义和作用介绍竖井的概念和基本功能，包括连接地面和地下空间的通道。竖井分类根据用途、形状、结构等进行分类，并举例说明不同类型竖井的应用场景。设计原则和参数介绍竖井设计的一般原则，包括安全、经济、可施工性等，以及相关参数的选取方法。竖井构造、材料和施工讲解竖井常见的构造形式、材料选择，以及施工技术和安全管理措施。1.竖井的定义和作用地下通道竖井是连接地面与地下空间的垂直通道，用于人员、设备、物料的进出和通风采光。工程建设竖井在矿山、建筑、地铁等工程建设中起着至关重要的作用，为地下作业提供通道和安全保障。高楼建筑竖井是高层建筑中重要的组成部分，用于安装电梯、管道、电线等，为楼宇提供必要的垂直交通和服务设施。2.竖井的分类按用途分类根据竖井的功能，可将其分为电梯竖井、楼梯竖井、设备竖井等。电梯竖井主要用于安装电梯，楼梯竖井则用于安装楼梯，设备竖井用于安装各种设备，例如水泵、风机等。按结构分类根据竖井的结构形式，可将其分为矩形竖井、圆形竖井和组合形状竖井。矩形竖井是最常见的形式，圆形竖井则通常用于较大的竖井，组合形状竖井则可以根据实际情况进行设计。3.竖井设计的一般原则安全第一竖井设计必须满足安全标准，确保施工和使用过程中的安全。高效性竖井设计应考虑施工效率和使用效率，最大限度地减少施工时间和运营成本。耐久性竖井结构应具有良好的耐久性，能够承受各种环境因素的考验。经济性竖井设计应兼顾经济效益，选择合理的材料和施工方法。4.竖井设计的基本参数11.孔径尺寸根据竖井的用途、结构形式和周围环境确定。通常与井内设备尺寸、人员通行和运输需求相关。22.深度主要取决于工程地质条件、地基承载力以及地下空间的使用功能要求。33.水平间距应考虑竖井之间的相互影响，以及与周围建筑物、地下管线之间的安全距离。44.其他参数包括竖井的形状、材料、施工方法等，根据具体工程情况确定。4.1孔径尺寸孔径尺寸是竖井设计的重要参数之一。影响竖井的通风、排水、运输、安全等方面4.2深度深度影响因素地下水位地下水位较高，竖井深度应适当增加，防止水位波动影响施工和使用地质条件地层稳定性、岩土性质，影响竖井的结构形式和深度功能需求竖井用途，例如电梯井、通风井、管道井，会影响深度经济性深度越大，施工成本越高，需综合考虑经济效益和功能需求4.3水平间距竖井水平间距是指相邻两竖井中心之间的距离。确定水平间距是竖井设计中的重要参数，它直接影响竖井的施工难度、成本和安全性。水平间距的确定需要综合考虑以下因素：5M最小间距保证施工机械和人员通行10M最大间距确保竖井有效利用空间20M地质条件适应不同地质条件30M工程要求满足工程建设需求5.竖井的构造形式矩形竖井矩形竖井结构简单，易于施工，但空间利用率较低，占用面积较大。圆形竖井圆形竖井结构稳定，抗压能力强，空间利用率高，占地面积小。组合形状组合形状竖井根据具体情况，可选择矩形、圆形或其他形状组合，以达到最佳设计效果。5.1矩形竖井结构稳固矩形竖井易于建造，节省空间。施工便捷方形结构易于模板支撑，方便施工。成本低廉矩形竖井需要更少的材料和人工。广泛应用适用于各种建筑和基础设施项目。5.2圆形竖井圆形竖井结构简洁，易于施工，节省材料。通常用于空间有限，或需承载较大荷载的场景。圆形竖井内部空间利用率高，方便维护和检修。但需要考虑周边环境的影响，以及对通风的要求。5.3组合形状组合形状竖井组合形状竖井由矩形和圆形组合而成，结合两种形状的优点，提高空间利用率。常见组合包括圆形井口与矩形井身，或者矩形井口与圆形井身。结构稳定性组合形状可有效提升竖井的结构稳定性，减少变形和裂缝，增强抗震能力。施工便利性组合形状便于施工，能更好地适应复杂的地形条件，提高施工效率。节省空间组合形状能最大限度地利用地下空间，减少占地面积，为其他设施预留更多空间。6.竖井的材料选择钢筋混凝土钢筋混凝土坚固耐用，抗压性能好。它在竖井设计中广泛应用，适用于各种环境和荷载条件。钢结构钢结构强度高，重量轻，易于加工和运输，适合大型竖井的设计和建造。砌体砌体材料包括砖、石块等，成本较低，施工方便，适用于小型竖井的建造。6.1钢筋混凝土强度高钢筋混凝土具有良好的强度和耐久性，能够承受较大的荷载和外部环境的影响。适应性强它可以根据不同的工程需求，进行形状和尺寸的调整，满足各种竖井的设计要求。施工便捷钢筋混凝土材料易于加工和成型，施工操作相对简单，能够有效控制工程成本。防水性能好混凝土本身具有良好的防水性能，可以有效防止地下水的渗漏，保证竖井的稳定性。6.2钢结构高强度钢结构具有高强度和良好的抗震性能。它能够承受较大的荷载，并能有效地抵抗地震冲击。易于安装钢结构构件可以预制，现场组装，施工速度快，有利于缩短工期。耐腐蚀钢结构可以采取防腐处理，延长使用寿命，适用于各种环境条件。可塑性好钢结构可塑性强，便于进行各种形状的加工，满足不同设计要求。6.3砌体砌体竖井多用于小型工程。结构简单，施工方便。成本较低，但抗震性能较差。适用于地面以下的浅层竖井。7.竖井结构设计结构分析竖井结构需要承受多种荷载，包括自重、土压力、水压力、风荷载和地震荷载。结构设计需要根据具体情况进行分析，确保竖井结构安全可靠。材料选择竖井结构材料的选择要综合考虑材料强度、耐久性、成本、施工难度等因素。常用的竖井结构材料包括钢筋混凝土、钢结构、砌体等。7.1荷载计算竖井设计过程中，荷载计算是关键步骤之一。需要考虑多种因素，例如：竖井本身的重量、土方压力、施工荷载、水压力、风荷载、地震荷载等。根据具体情况，对不同荷载进行分析，确定竖井结构承受的最终荷载大小。7.2承载力验算验算内容计算方法竖井壁的承载力根据竖井壁的材料、尺寸和荷载条件进行计算竖井基础的承载力根据基础的尺寸、材料和地质条件进行验算竖井整体的稳定性考虑风荷载、地震荷载等因素进行分析承载力验算需要确保竖井能够安全地承受各种荷载，并满足设计要求。7.3抗震设计竖井结构在设计时必须考虑抗震性能，以确保在发生地震时能够安全稳定。抗震设计主要包括以下内容：7.5地震烈度根据竖井所在地区的抗震设防烈度，确定设计地震动参数。9抗震等级根据竖井的重要性，确定抗震等级，决定抗震设计的要求。10结构形式选择合理的竖井结构形式，例如采用钢筋混凝土结构、钢结构等，增强抗震能力。11抗震措施采取相应的抗震措施，例如设置抗震缝、加强结构连接、增加抗震支撑等。8.竖井施工技术垂直度控制采用高精度测量仪器，确保竖井的垂直度，避免倾斜或歪斜。支撑及加固使用支撑系统，确保竖井结构的稳定性，防止坍塌或变形。管线穿越合理规划管线穿越路线，确保管线安全可靠，并方便日后维护。8.1垂直度控制精确测量竖井施工中，垂直度控制至关重要。施工过程中，需要使用高精度测量仪器，如全站仪或水准仪，进行定期测量，确保竖井轴线与设计图纸一致。施工过程中，需要定期校正测量数据，及时发现偏差，采取措施进行调整，避免误差累积，影响竖井的整体垂直度。实时监控为了确保竖井的垂直度，施工现场应设置实时监控系统，对竖井的垂直度进行动态监控。监控系统可以实时监测竖井的垂直度偏差，并将数据反馈给施工人员，以便及时调整施工方案，确保竖井的垂直度符合设计要求。8.2支撑及加固11.支撑类型根据竖井的深度、地质条件和施工工艺选择合适的支撑类型。22.支撑材料常用材料包括钢管、木材、混凝土等，应根据现场实际情况选择。33.加固措施对竖井进行加固以提高其稳定性，防止塌方和变形。44.验收标准支撑及加固的施工质量应符合相关规范要求，确保安全可靠。8.3管线穿越穿越方式管道穿越竖井通常采用套管方式，保证管道安全可靠。套管材料可选择钢管或塑料管，并应根据管道尺寸和材质选择合适的套管尺寸。密封处理管线穿越竖井时，应采取可靠的密封措施，防止水、气或其他有害物质进入竖井。密封方式可选择橡胶圈、防水胶带或其他密封材料。安全措施在管线穿越竖井过程中，应采取必要的安全措施，确保施工人员安全。例如，应设置安全警示标志、配备安全防护用品等。9.竖井安全管理施工安全竖井施工安全至关重要，需要严格遵守安全规范，防止意外事故发生。使用维护竖井使用期间，要定期检查维护，确保其安全稳定，延长使用寿命。9.1施工安全安全帽和安全带所有施工人员必须佩戴安全帽和安全带。防护措施使用防护栏和警示标志。在可能发生坠落的地方设置安全网。安全培训所有施工人员必须接受安全培训，并掌握安全操作规程。9.2使用维护定期检查定期检查竖井结构和附属设施，例如电梯、照明、通风系统，确保其完好无损，运行正常。及时发现并处理安全隐患，防止事故发生。清洁维护保持竖井内部清洁，定期清理垃圾和污垢，防止积水和腐蚀。清洁维护可以延长竖井的使用寿命，并确保其