一种下沉管片式竖井施工方法

技术领域

本发明涉及竖井施工技术领域，特别是涉及一种下沉管片式竖井施工方法。

背景技术

竖井是通往地下的常用通道，而竖井本身的空间也可加以利用，随着施工要求的不断提高，对竖井的直径要求越来越大。目前现有的竖井施工主要有以下方式：

一、采用人工钻爆配合机械开挖进行施工，支护采用现浇混凝土井壁或预制混凝土管片进行支护。该施工方式存在施工工序复杂，施工进度缓慢的问题，且存在一定的安全风险。

二、采用竖井掘进机进行开挖，支护采用预制混凝土管片进行支护。竖井掘进机都是采用敞开式开挖，在大断面竖井施工时井壁存在失稳的风险。

因此，如何提供一种施工安全性高的竖井施工方法，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种下沉管片式竖井施工方法，可以有效解决竖井开挖过程中井壁失稳的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种下沉管片式竖井施工方法，包括：

在竖井井口外周的预设区域内浇筑混凝土；

对竖井的外周进行围护施工；

对围护后的竖井进行开挖施工；

管片随开挖施工而下沉，以对井壁进行支护。

优选地，所述对竖井的外周进行围护施工的步骤，具体为：通过链刀式地下连续墙设备对土体进行切削，并注入水泥浆液进行搅拌形成搅拌墙体，在墙体内插入型钢形成竖井围护。

优选地，所述对围护后的竖井进行开挖施工的步骤，具体为：

当地质为软土时，通过挖机开挖；

当地质为软岩时，通过破碎头及截割头设备开挖；

当地质为硬岩时，通过排劈设备开挖。

优选地，所述对围护后的竖井进行开挖施工的步骤，具体为：通过敞开式竖井掘进机对围护后的竖井进行开挖施工。

优选地，所述管片为双壁箱式结构且侧壁上设有预留孔，当挖至井底之后，在管片内浇筑混凝土，并通过管片上的预留孔渗透到围岩上。

优选地，所述管片随开挖施工而下沉的步骤，具体为：在竖井开挖之前，在井口布置一环管片，管片通过吊装装置吊起，所述吊装装置用于对管片进行纠偏。

优选地，在井口布置的一环管片为带有刃脚的管片。

优选地，带有刃脚的管片随开挖下沉之后，在井口继续连接管片，以与下沉的管片进行对接。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明所提供的一种下沉管片式竖井施工方法，包括：在竖井井口外周的预设区域内浇筑混凝土；对竖井的外周进行围护施工；对围护后的竖井进行开挖施工；管片随开挖施工而下沉，以对井壁进行支护。通过井口加固、围护施工的预支护以及管片随开挖下沉的及时支护，能够确保竖井井壁稳定以及施工过程的安全性，因此可适用于大断面的竖井加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种下沉管片式竖井施工方法的流程示意图；

图2为竖井锁口施工示意图；

图3为围护结构施工示意图；

图4为井口管片布置示意图；

图5为管片随开挖下沉示意图；

图6为开挖与管片下沉交替施工示意图；

图7为开挖和管片下沉至井底时的示意图；

图8为在管片内建筑混凝土后的示意图；

图9为通过链刀式地下连续墙围护结构施工的主视示意图；

图10为围护结构施工后的俯视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参考图1～图8。

本发明的一种具体实施方式提供了一种下沉管片式竖井施工方法，包括一下步骤：

S1：在竖井井口外周的预设区域内浇筑混凝土，已在井口形成锁口1。通过对井口进行加固可以为下一步的围护施工提供导向，还可增加井口土体的稳定性，放置机械在井口施工时压垮井壁。

S2：对竖井的外周进行围护施工。通过围护施工，可确保大断面竖井开挖稳定，开挖前先对竖井上部富水软弱地层施工围护结构2。请参考图9和图10，具体可通过链刀式地下连续墙设备5对土体进行切削，链刀式地下连续墙设备5是通过转动的链刀6对原土7进行切削，并注入水泥浆液进行搅拌形成搅拌墙体8，在墙体内插入型钢9形成竖井围护。

S3：对围护后的竖井进行开挖施工。其中优选通过非爆破开挖，以降低对周围地层及环境的影响。另外优选以下两种方式进行开挖施工：

第一种是根据不同岩层采用不同的单机设备进行开挖，具体为：当地质为软土时，例如黄土、粘土、砂砾土等，通过挖机开挖；当地质为软岩(强度在70Mpa以下)时，通过破碎头及截割头设备开挖；当地质为硬岩(强度在70Mpa以上)时，通过排劈设备开挖。排劈设备是一种排钻和液压劈裂设备组成的硬岩开挖设备。在使用时，先在中部开挖一个临空面，然后从中部向四周采用排钻钻孔，最后通过液压劈裂设备进行劈裂。

第二种是通过敞开式竖井掘进机对围护后的竖井进行开挖施工。

通过以上两种方式进行开挖，能够同时适用于多种地质条件，因此灵活性和适用性较高。

S4：管片随开挖施工而下沉，以对井壁进行支护。即通过管片能够及时对开挖后的井壁进行支护，因此能够确保大断面竖井开挖过程中井壁稳定，确保施工安全。

具体地，所述管片为双壁箱式结构且侧壁上设有预留孔，其中管片优选为钢管片。还为挖至井底时，主要依靠管片本身进行受力；当挖至井底之后，在管片内浇筑混凝土，并通过管片上的预留孔渗透到围岩上，形成共同受力结构。

其中管片随开挖施工而下沉的步骤，具体为：在竖井开挖之前，在井口布置一环管片，该管片优选为带有刃脚的管片3，管片通过吊装装置吊起，所述吊装装置用于对管片进行纠偏，即当管片倾斜而无法顺利下沉时，通过吊装装置调整管片的姿态，以保证管片能够顺利下沉。带有刃脚的管片随开挖下沉之后，在井口继续连接管片，该管片为普通管片4，以与下沉的管片进行对接，其中开挖与管片下沉交替进行，以保证井壁能够得到及时支护。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。