[发明专利]岩土混合竖井工程支护体系及竖井施工方法

说明书

本发明提供的岩土混合竖井工程支护体系，包括土层支护结构、岩土接驳支护结构和岩层支护结构；所述土层支护结构包括围护桩、冠梁、第一支撑和第二支撑；所述岩土接驳支护结构包括锁脚支撑、锁脚圈梁和第一锚杆；所述岩层支护结构包括环向钢撑和横向钢撑；所述第一锚杆设置于环向钢撑和围护桩接驳位置并倾斜地嵌入岩层。根据土层和岩层性质采用不同的支护体系，土层结构松散，故上部土层采用桩撑支护，围护结构刚度大，更能保障工程本身和周边环境的安全；岩层结构稳固，故下部岩层采用钢架锚喷支护，借助岩层提供支撑力以获得足够的支护刚度。同时，相比一桩到底的支护结构，本支护体系还节约了工期和工程投资。

技术领域

本发明涉及地下工程施工领域，具体涉及一种岩土混合竖井工程支护体系及竖井施工方法。

背景技术

对于上部为深厚土层，下部为岩层的竖井工程，称之为岩土混合竖井工程。目前针对于岩土混合竖井的主要的支护体系有以下几种支护方式：

1、不论岩层或土层均采用初期支护体系（钢架、锚杆、喷射混凝土），由地表从上而下垂直施工；

2、上部土层采用放坡+土钉墙施工，放坡坡底一般为岩土界面，下部岩质段竖井由放坡坡底开始从上而下垂直施工，从而形成坑中井，其中下部岩质段采用初期支护体系（钢架、锚杆、喷射混凝土）；

3、采用“灌注桩+内支撑”的支护形式，一桩到底。

就以上的竖井施工支护体系对于土层厚度不厚，地下水不丰富，周边环境要求不高的情况适用性较好。对于土层深厚，土层及岩土界面位置地下水分布或周边环境要求较高的竖井工程，则显得支护刚度不足，存在一定的安全隐患。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的岩土混合竖井工程支护体系及竖井施工方法，解决了现有竖井施工支护体系针对土层深厚，土层及岩土界面位置地下水分布或周边环境要求较高的竖井工程，支护刚度不足，存在一定的安全隐患的技术问题。

为了实现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：

一种岩土混合竖井工程支护体系，包括土层支护结构、岩土接驳支护结构和岩层支护结构；所述土层支护结构包括围护桩、冠梁、第一支撑和第二支撑，所述围护桩有多个并沿竖井边缘设置，多个所述围护桩底端均分别嵌入岩层，所述冠梁设置于全部所述围护桩顶端，所述第一支撑和第二支撑从上往下依次设置，所述第一支撑与冠梁连接，所述第二支撑与围护桩抵接；所述岩土接驳支护结构包括锁脚支撑、锁脚圈梁和第一锚杆，所述锁脚圈梁与围护桩底端连接且位于岩土界面上方，所述锁脚支撑与锁脚圈梁抵接；所述岩层支护结构包括环向钢撑和横向钢撑，所述环向钢撑顶端与锁脚圈梁连接，所述横向钢撑与环向钢撑抵接；所述第一锚杆设置于环向钢撑和围护桩接驳位置并倾斜地嵌入岩层。

可选地，所述第二支撑有多个，多个所述第二支撑从上往下依次设置。

可选地，所述横向钢撑从上往下设置多个，位于所述接驳位置内的相邻两横向钢撑间距，小于位于所述接驳位置下方的相邻两横向钢撑间距。

可选地，所述岩层支护结构还包括第二锚杆，所述第二锚杆位于第一锚杆下方并倾斜地嵌入岩层，且所述第二锚杆短于第一锚杆。

可选地，所述第一支撑和锁脚支撑均为混凝土支撑，所述第二支撑为钢支撑。

一种基于岩土混合竖井工程支护体系的竖井施工方法，包括如下步骤：

S1、围护桩施作：于待开挖竖井边缘优先施作围护桩，并使围护桩底端嵌入岩层；

S2、土层开挖：采用逆作法开挖基坑及施作第一支撑和第二支撑，且在施作第一支撑的同时浇筑围护桩顶部冠梁，之后在岩土界面上方浇筑围护桩锁脚圈梁及施作锁脚支撑；