[发明专利]一种丰水地区超厚土质围岩竖井开挖方法

说明书

本发明公开了一种丰水地区超厚土质围岩竖井开挖方法，包括以下步骤：步骤1：沿竖井中心轴线从地表向下开挖排水导孔，排水导孔连通下部施工通道；步骤2：进行竖井开挖支护作业；本发明解决了丰水地区土质围岩竖井开挖时，土质围岩覆盖层厚、土体透水性差，采用井点降水方法效果不理想且成本过高等问题；形成了一种简便易行、成本低廉、效果显著的降水方法，可使整个土质围岩竖井开挖工作在无水条件下进行，并取得了良好的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种竖井开挖方法，具体涉及一种丰水地区超厚土质围岩竖井开挖方法。

背景技术

土质围岩通常是指包括土体、全风化岩、强风化岩等不需爆破，用反铲等设备能直接挖装的围岩；对于竖井开挖，目前国内已经有了非常成熟的经验；但在非洲等雨水极其丰沛的地区，地下水位很高，土体几乎处于饱和状态；随着开挖深度的增加，井底会出现大量积水，极易造成井壁的土体失稳破坏，给竖井开挖工作造成很大困难；我们通常最易想到的办法是在竖井周围采用井点降水；但由于非洲地区土质围岩地表覆盖层一般比较厚；可达到30～60m，且土体透水性很差；存在降水效果不理想且成本过高等问题。

2015年5月，乌干达卡鲁玛水电站用于地下厂房通风排烟的1#通风竖井开始进行开挖；当时其下部通风兼安全洞已经开挖支护完毕，具备下部施工通道；竖井深90.2m，土质围岩段设计开挖直径5.3m，经附近通气孔钻孔显示：土质围岩厚度34.0m；当开挖至9.5m深时，井壁开始出现渗水；开挖至12.0m深时，由于土层整体含水量大，井壁开始出现较大渗水，土体自稳能力变差，开挖后井壁坍塌严重；至13.4m深时，井壁土层基本无自稳能力，开挖后井壁坍塌且向上延伸至已支护的井壁后形成空腔；至13.9m深度时，井底出现向上涌水且带出大量泥沙，井壁土层呈半液态，无自稳能力；继续向下开挖至14.4m深时，井壁流出的泥沙又充满井底，无法进行开挖及支护施工，竖井停工近一个月；为了降低地下水位，尽快重新开始1#通风竖井开挖，在井周采取了井点降水措施，但由于土层透水性差，降水效果不理想，开挖进度缓慢。

发明内容

本发明提供一种简便易行、成本低廉、效果显著，可使整个土质围岩竖井开挖工作在无水条件下进行的丰水地区超厚土质围岩竖井开挖方法。

本发明采用的技术方案是：一种丰水地区超厚土质围岩竖井开挖方法，包括以下步骤：

步骤1：沿竖井中心轴线从地表向下开挖排水导孔，排水导孔连通下部施工通道；

步骤2：进行竖井开挖支护作业。

进一步的，所述步骤1中排水导孔的施工方法如下：

S1：按照设计直径进行土质围岩段排水导孔的开挖，开挖至基岩面为止；

S2：自上而下对土质围岩段排水导孔进行扩孔；

S3：在扩孔后的土质围岩段排水导孔内安装临时套管；

S4：进行基岩段排水导孔开挖，直至与下部施工通道贯通；

S5：在临时套管内安装直径小于临时套管的永久透水管；

S6：在永久透水管和扩孔后孔壁之间处进行充填料回填并取出临时套管，完成排水导孔开挖。

进一步的，所述永久透水管和扩孔后孔壁之间的充填料中，下部充填料粒径大于上部充填料；下部充填料填充完成后取出临时套管，然后再填入上部充填料。

进一步的，所述永久透水管上沿其环向设置有透水缝隙。

进一步的，所述下部充填料为粒径5～10mm的砾石或钻孔岩屑，上部充填料为2～5mm的砂子。

进一步的，所述土质围岩段排水导孔直径小于基岩段排水导孔直径；土质围岩段排水导孔直径为140mm，基岩段排水导孔直径为155mm。