[发明专利]富水砂卵石地层异型深竖井结构体系及其施工方法

说明书

本发明涉及富水砂卵石地层异型深竖井结构体系及其施工方法。受已建地铁线路与周边环境的影响，常规的矩形或圆形竖井断面型式，可能受场地条件与周边环境的限制没有施做空间。本发明包括异型深竖井结构，自上而下包括三角形断面竖井结构、扩挖段异型竖井结构和四边形断面竖井结构；三角形断面竖井结构水平截面呈三角形，水平截面自上而下相同；四边形断面竖井结构水平截面呈四边形，水平截面自上而下相同；三角形断面竖井结构通过扩挖段异型竖井结构的过渡，扩展成四边形断面竖井结构。本发明具有占地面积小、内部空间大、结构体系转变灵活以及能适应各类环境要求的特点，满足上小下大要求，同时适应周边环境。

技术领域

本发明属于隧道工程技术领域，具体涉及一种富水砂卵石地层异型深竖井结构体系及其施工方法。

背景技术

对于目前国内各大城市的轨道交通工程，随着地铁线网的不断加密，后续地铁线路建设时，受已建地铁线路与周边环境的影响，在线路走向与铺设方式、空间关系与结构型式、以及施工方法与工程措施等方面的要求更加严格。常规的矩形或圆形竖井断面型式可能受场地条件与周边环境的限制没有施做空间。

异型深竖井与矿山法隧道相结合的施工方法具有灵活多变、适应性强、安全可靠等特点。上小下大的截面构造型式是异型深竖井的基本特征，竖井扩挖段大管棚地层预加固措施、扩挖段竖井井壁斜率要求与格栅钢架密排等结构稳定性措施，是确保异型深竖井成功实施的关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种富水砂卵石地层异型深竖井结构体系及其施工方法，在复杂环境下通过竖井扩挖段大管棚地层预加固措施、扩挖段竖井井壁斜率要求与格栅钢架密排等结构稳定性措施，并结合竖井内部临时型钢支撑，实现了扩挖段结构体系的转变，实现上部截面小、下部截面大的特殊竖井结构型式。

本发明所采用的技术方案为：

富水砂卵石地层异型深竖井结构体系，包括异型深竖井结构，其特征在于：

异型深竖井结构自上而下包括三角形断面竖井结构、扩挖段异型竖井结构和四边形断面竖井结构；

三角形断面竖井结构水平截面呈三角形，水平截面自上而下相同；四边形断面竖井结构水平截面呈四边形，水平截面自上而下相同；

三角形断面竖井结构通过扩挖段异型竖井结构的过渡，扩展成四边形断面竖井结构。

扩挖段异型竖井结构自异型深竖井结构一侧扩挖，具有竖井扩挖斜面，竖井扩挖斜面的斜率不超过1: 0.5。

扩挖段异型竖井结构侧部设置有大管棚，斜向下方打设，上下共设置两排，呈梅花型布置。

异型深竖井结构内设置有多道水平向布置的临时型钢支撑。

富水砂卵石地层异型深竖井结构体系的施工方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一：进行降水施工，确保地下水位在基坑开挖面以下1m，根据倒挂井壁法原理施工异型深竖井结构，最先实施三角形断面竖井结构，及时施做内部临时型钢支撑，异型深竖井结构四周及时施做格栅钢架，扩挖之前的最后一榀格栅钢架上焊接导向管，导向管采用Φ133钢管，长度为0.6m，顶到竖井结构面上，用直径16mm的固定钢筋弯成圆弧，将导向管焊接固定在格栅钢架上；

步骤二：将包含导向管在内的格栅钢架进行整体浇注，施做成导向墙；

步骤三：根据大管棚尺寸和设计孔位高度确定钻机作业平台高度，用土方填筑钻机作业平台，利用潜孔钻机进行大管棚施工，大管棚与水平面夹角为30°，斜向下方打设，插入导向墙中预埋的导向管；管棚每节长2m，采用跟管钻进法施工，管棚总长12m，超过地层潜在破裂面，大管棚施做完成后，向管棚内压注水泥砂浆，提高构件整体抗弯刚度；